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拉丝模的研究现状(下)

改进设想及发展前景

拉丝模由模套、模芯2部分构成。模套多由高质量的钢制成(国内多为45钢),硬度为HRC20-25,模套与模芯之间采用过盈配合,以达到补强的作用,否则在拉拔高强度的线材时,模芯容易破裂。模芯是拉丝模的关键部分,根据用料的不同,可分为天然金刚石、单晶金刚石模、复晶金刚石模、硬质合金模等;对于硬质合金模来说,是由碳化钨和钴粉烧结而成的,模芯中钴的含量一般在3%—12%之间,烧结后模芯体积大约收缩15%—30%,形成质地均匀、硬度高、耐磨性极好的合金,其硬度在HRA86—93之间。因此,模芯的使用寿命主要取决于它本身的用料,并与拉拔线材的类型,润滑剂的性能,模芯的孔型及使用时模滑锥、工作锥、定径带和出口锥5部分组成。

入口锥的作用是将线材导入拉丝模,线材进入拉丝模时,应尽可能保持平直,以防止线材产生不均匀应力。润滑锥的作用是在拉拔时导入润滑粉。为了在钢丝表面形成更厚的润滑涂层,以增加润滑压力。工作锥是模芯构造中至关重要的部分,线材表面润滑层的形成和全部塑性变形都在此区进行,拉丝模具的工作效率也确决于工作追得几何形状和面积,因此必须确保工作锥角的加工精度和表面光洁度。工作锥应加工成直线型,其表面不得有弧形过渡或圆滑过渡,且工作锥角与定径带应保持在模芯外径和穆涛内经应保持在同一轴线上,模芯外径和模套内径应保持同心,这样,可以防止线材拉拔中出现的椭圆现象。

定径带的长度由拉拔材料和模具的材料决定,但主要由拉拔的材料决定。一般来说,对中高碳钢,定径带长度为直径的25%—35%,对于较软的材料(铜线),定径带的长度一般为直径的50%—100%。另外模具的材料对定径带长度也会产生一定的影响,对于摩擦系数相对较大的,定径带可以稍短一点;对于摩擦系数较小的,允许定径带稍微长一点,如天然金刚石的定径带一般为直径的35%—50%。对短定径带的拉丝模来说,正常使用情况下,允许磨损工作锥,但不能磨损定径带,因为随着定径带的磨损,定径带会逐渐加长,拉拔时产生过热现象,使润滑失效,并可能导致线材表面发生组织转变;但在低速拉拔时,长定径带的拉丝模材料变形产生热量可以软化润滑粉,并在钢丝表面形成流体边界润滑。所以定径带长度的选择应根据拉拔材料、模具材料、润滑粉和拉拔工艺并通过试验确定。

把出口锥设计成锥形的目的是为了强化模具的出口,防止模芯破碎,出口锥要求进行抛光处理,并要求定径带与出口锥的交界处有轻微平滑的过渡,否则线材在拉拔时会刮伤其表面并产生大量的金属碎屑,污染润滑粉,并可能导致阻塞下一道模具入口,造成后续的拉拔润滑失效。

中心断裂及“人”字裂纹的现象在发现后一直被认为是由原材料引起的问题,但直到1930年Fenhi-son才指出,中新断裂及“人”字裂纹是由拉拔工艺(道次压缩率、拉拔道次)安排不合理引起的。在线材拉拔过程中,线材内部组织沿着轴向延伸,线材表面的组织流动速度大于内部组织的流动,在材料的心部就会产生“人”字裂纹,严重时会产生杯锥断裂(柱状)。因此在制定拉拔工艺时应根据拉拔原料、拉丝模类型来合理安排拉拔工艺。

 
国内外修模技术综述

在拉丝过程中,由于拉拔的材质、压缩率、润滑和冷却条件以及操作等因素的影响,使拉丝模。磨损较严重时出现孔径超差。为了降低成本,提高拉丝模的利用率,往往需要把邻近的尺寸重新打磨继续使用。合理调换重磨拉丝模的原则是,当模子磨损一是模孔表面变粗燥或模孔表面略有粘接金属的颗粒时就应立即更换予以修复。

一般情况下,拉丝模修复程序分三步进行:
清洁处理→检查分类→修磨

(1) 清洁处理是将回收的旧拉丝模放入清洗液中,以清楚你安抚的润滑剂,油污及铁锈等,为修模做好准备。

(2) 检查分类。用10-25倍的放大镜或显微镜,对清洗后的拉丝模进行仔细披查分类。确定缺陷类别,对于大直径模用塞规,小直径模用塞入实验钢丝检查其尺寸。根据检查情况分类进行修磨,并检出无法修复的拉丝模。
(3) 修磨。对检查分类后的拉丝模分别按不同程序进行修磨,其修磨方法及适应范围如下:

a.抛光,模子抛光面存在环形变粗,工作角出现拉丝环,但定径带尺寸仍在公差范围内,一般采用手动抛光清除拉丝环。对表面进行抛光修复即可供拉丝模继续使用。
b.重磨及抛光,对于工作锥严重磨损,定径带有明显拉痕,定径带尺寸超出公差范围及严重不圆的拉丝模必须改制扩大到邻近的尺寸时,应进行扩孔后重磨,抛光加工。重磨工序和加工新模时相同。值得重视的是扩孔过程中中间尺寸的控制问题。因为拉丝模在扩孔机上加工完工作锥和出口锥后,会出现定径带完全消失的现象.


Tags:拉丝模
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