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拉丝模使用中不可忽视的三个常见问题

文字:[大][中][小] 时间:2018-03-16 10:48:36    浏览次数:    

       拉丝模使用中不可忽视的三个常见问题

       1 工作锥角度选择不当引起的问题

       拉拔线材时工作锥角度太大(相当于压缩率太小),使线材进人拉丝模的接触点太靠近定径带(例如用14。模产生16%的压缩率)。在这个例子中,相对来说变形区过短,使线材变形速率加快,并产生大量热,容易导致润滑失效。若冷却不良,会影响线材的组织结构,并加剧模具消耗。若模角再大或压缩率再小,会使接触点更接近定径带,线材在流向定径带的过程中,由于锥角的影响,线材难于平稳过渡到定径区域,容易引起线材内凹,导致缩径,如果材料强度太低也会导致产生缩径或椭圆现象。尽管润滑区相对加长,并且开始瞬间能提供良好润滑,但是它会减小接触表面润滑压力,并产生涡流效应,导致润滑粉反向流出模孔,减弱润滑效果,再加上由变形产生的种种不良效果,最终导致润滑失效,表面裂纹、刮伤,模耗加剧,丝径难以控制。工作锥角太小,导致进线接触点靠近工作锥上端,使变形区相对加长,使拉丝机对钢丝产生的残余功增多,产生大量热,加大拉丝机功耗。另外润滑区减小,减弱润滑效果,在变形区某一点将耗尽残存线材表面润滑粉。当拉应力过大时,在定径区域容易引起轴向伸长,出现缩径和椭圆问题,最终将导致润滑不良,产生金属碎屑及断丝、过热、缩丝。

       2 中心断裂及人字裂纹现象

       中心断裂及“人”字裂纹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—
SOIl才指出,中心断裂及“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,在心部产生沿轴向的拉应力,当轴向的拉应力超过拉拔材料
的抗拉强度时,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。Zimerman建立的模具锥角、压缩率和中心断裂三者之间的关系如图1所示。根据图1安排
拉拔工艺可以有效预防中心断裂和内部裂纹的产生

       3 残余应力和表面加工硬化现象

       残余应力和加工硬化是由残余功造成的,残余功使材料硬化加剧,严重的会使线材的表面开裂、起皮,拉拔困难。若工艺安排不合理会使残余功增加,并加大设备的能耗,使生产成本增加。利用Wistreich得出△(由压缩率和模子锥角决定)参数来指导工艺的安排,可以避免产生更多的残余功,△数据见表1。

       过去一直认为对于钢丝拉拔△值一般在2—3之间,如果△过大(即模角过大或压缩率过小)会产生更多的残余功,并产生更大的不均匀变形;若△太小(即模角小或压缩率过大)会产生更多的摩擦热,所以△过大或过小都说明拉拔工艺的安排不合理。近年来国外的拉拔工艺安排△一般倾向于取1.5或更小一点(减小模角或加大压缩率会减小△的值)。Thomas Maxwell认为模具的工作锥和钢丝之间的接触长度应是定径带直径的72%到100% ,此时△的范围在1~1.5之间,这也对△取值趋向偏小给予有力的证明,因为△取小可以使残余功减至最小,并减少不均匀变形的程度和心部断裂现象,而且当润滑剂性能很好时,会减小摩擦系数,即减少摩擦功的产生。


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