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不同材质的模芯都会对拉丝模寿命产生影响

发布时间:2022-08-23 发布者:凯德模具

不同材质的模芯对拉丝模寿命影响

1、拉丝模用的硬质合金为钴含量较低的碳化物钨钴类合金,它具有好的不怕磨性、抗冲击性、抛光性和不易腐蚀性能,易于修理,价格不算高廉,是常用拉丝模芯制作材料,普遍应用于粗、中丝的拉伸。研讨表明,通过改进硬质合金成分和组织结构,控制碳含量的波动值,细化碳化物的颗粒,可以提升材质的性能,延长其使用寿命。目前,采用热等静压处理、细晶工艺及加入稀土元素来降低孔隙度,细化晶粒,提升合金的硬度,减小摩擦系数;并利用化学气相沉积法和物相沉积法在硬质合金表面形成金刚石薄膜或氮化钛涂层,提升合金的表面强度。

2、自然金刚石自然金刚石俗称钻石,是自然界硬的物质,具有很高的性和热传导率,用于钨钼丝拉伸时能改进丝材的表面质量,提升丝材性能及尺寸精度,主要用于拉伸细丝及成品丝。但它性质脆,抗冲击性能差,而且硬度具有各向异向性,做拉丝模时易磨损不匀。加之金刚石较少,价格昂贵,加工困难,因此在拉伸中、粗丝方面受到限制。

3、人造金刚石又称聚晶金刚石,它是由许多单晶微粒无定向聚合而成的多晶体,具有较不错的强度和硬度,不怕冲击性较不错,性质均匀、综合性能良好。拉丝模在拉伸中、细丝时,使用寿命比金刚石模和硬质合金模高,且丝材尺寸稳定,表面质量好。但人造聚晶金刚石的晶粒较粗大,抛光困难,拉伸细丝的表面光洁度不如自然金刚石。通过细化晶粒,可提升抛光性能,在中、细丝的拉丝模上取代自然金刚石,降低成本,提升产品质量。

硬质合金钨钢拉丝模具在使用一段时间后,其内部零件会逐渐磨损以致被损坏,造成硬质合金拉丝模具工作性能和精度降低,由于操作者的粗心大意及维护使用不当,也会使钨钢拉丝模具被破损或产品质量下降,甚至造成停产,如何排除及避免这些故障发生,这就需要硬质合金模具钳工数量掌握有关模具修理技术,做到随时发生故障,能随时处理和修理,使其能尽量地恢复正常使用,已发挥模具大的潜能。

近年来,国内拉丝行业对“直线型”和“弧线型”拉丝模进行了普遍的讨论,其中争议大的是工作区的形状和工作区与定径区交界处的形状。不少人对“直线型”模持肯定态度。但笔者认为两种类型的拉丝模均有着各自的特点及所适用的场合,不加分析地作出结论,末免有失偏颇。

而采用“弧线型”工作区时,金属在内孔中的变形可随其加工硬化程度的增加而逐渐减小,内孔壁上的压力分布和磨损都比较均匀,故“弧线型”工作区性好。特别是当道次压缩率小时(小于10%),采用“弧线型”工作区,可在工作区圆锥半角α小的情况下获得足够长的变形区。加之“弧线型”工作区具有适应能力不错的特点,故在道次压缩率大(大于35%)或小(小于10%)及拉拔钢丝时,还是应该采用“弧线型”模。

模芯工作区呈“弧线型”,会使金属在变形区内的流动愈加曲折,导致附加剪切变形及多余变形功的增大,继而使拉拔应力增大(一般较“直线型”模增大10~30%)。而“直线型”模工作区轮廓线上各点的斜率相同,这样当我们确定了佳工作区圆锥半角α时,便可在小的应力状态下拉拔金属;而“弧线型”模由于其轮廓线上各点的曲率不同,故无法使整个工作区存在这样一个佳工作区圆锥半角α。从有利于金属的流动和减小拉拔应力的角度出发,目前在道次压缩率为10~35%。

拉丝模内孔结构

拉丝模芯的结构按工作性质可分为“入口区、润滑区、工作区、定径区、出入口区”五个区间。拉丝模的内径轮廓很重要,它决定着压缩线材所需的拉力,并影响拉拔后线材中的残余应力。模芯各区的作用分别是:入口区,方便穿线及防止钢丝从入口方向擦伤拉丝模;润滑区,通过它使钢丝易于带入润滑剂;工作区,是模孔的主要部分,钢丝的变形过程在这里进行,即将原始截面减小到所要求的截面尺寸。在拉拔圆锥面金属时,工作区内金属的体积所占的空间是一个圆台,该空间称为变形区。工作区内的圆锥半角α(又称为模孔半角)主要用于确定拉拔力的大小;定径区的作用在于取得被拉拔钢丝的准确尺寸;出入口区是用于防止钢丝出入口不平稳而刮伤钢丝表面。

“直线型”与“弧线型”模的讨论

随着拉丝速度的提升,拉丝模的使用寿命成为突出的问题。适应拉丝的新拉丝模孔型理论,即“直线型”理论。根据该理论制作的拉丝模具有下列特点:

1、入口区、润滑区合二为一,具有使润滑角减小的趋势,使润滑剂进入工作区前就受到一些压力,从而起到良好的润滑效果。

2、定径区需要平直且长度正确。

3、各部分纵面线都需要是平直的。

4、入口区和工作区加长,以建立好的润滑压力,其角度按拉丝材质和每道次压缩率分别进行选择。

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