拉线工艺学.docx

1、拉线工艺学线缆专业基础知识一、 线材的拉伸原理及方法二、 线材生产的工艺流程三、 拉线配模四、 连拉连退技术原理及技术参数五、 拉线润滑六、 拉线模具七、 拉线控制要点八、 废品的分析和处理拉线工艺规程及工艺参数第一节 线材的拉伸原理和方法一、 线材拉伸线材拉伸是指线坯通过模孔在一定拉力作用下，发生塑力变形，使截面减小、长度增加的一种拉力加工方法。拉伸过程如图所示。二、 拉伸的特点（一） 拉伸的线材有较精确的尺寸，表面光洁，断面形状可以多样。（二） 能拉伸大长度和各种形状的线材。（三） 以冷压力加工为主的拉伸工艺，工具、设备简单，生产效率高。（四） 拉伸耗能较大，变形体受一定限制。三、 实现拉

2、伸过程的条件为实现拉伸过程，拉伸应力应大于变形区中金属的变形抗力，同时小于模孔出口端被拉金属的屈服极限，即：KLSK 式中K变形区中金属变形抗力 L拉伸应力 SK被拉伸金属出口端的屈服极限。 由于金属拉伸硬化后的屈服极限SK值接近抗拉强度极限b，故实现拉伸过程的条件可以写成：KLb。 线材拉伸时的塑性变形，主要是通过横断面由大逐渐变小的模孔实现的。所以金属在模孔的变形区中处于复杂的应力状态。如图3-2所示。 拉伸时，由于正反作用力的作用，被拉金属造成三向应力状态，即一个主拉应力1及两个主压应力2、3。 拉伸应力L大于变形抗力K才能发生塑性变形。但是，拉伸应力L大于模孔出口端金属屈服极限SK时，

3、就出现拉细或拉断现象。因此LSK是实现正常拉伸的一个必要条件。通常以L与SK的比值大小表示拉伸能否正常拉伸，也即安全系数。Ks=SK/L式中Ks安全系数； SK模孔出口端屈服极限； L拉伸应力。通常用抗拉强度b代替SK，因此安全系数为：Ks=b/L在实际生产中，安全系数Ks=1.42.0，如Ks2.0，则表示拉伸应力和延伸系数较小，金属塑性没有充分利用。 随着线径的减小，线材内部存在的缺陷，变形程度的加大，拉伸模角度、拉伸速度、金属温度等因素的变化，对建立正常拉伸过程都有一定影响。因此必须采用相应的安全系数，才能确保正常拉伸。一般安全系数与线径的关系如表所示。线材直径型线粗线1.01.00.4

4、0.10.10.10.0540%，含碱量4mgNaOH/100g。应具有良好的水溶性，能以任何比例与水混合成乳化液，不得有分层现象产生。应为半透明稠状液体。油内不允许有过量的残碱存在，但允许有不大于4mg/100g的碱存在。油内不允许有任何固体物质或其他悬浮物混入。 3.拉制润滑的方法 1）单个模槽分散润滑 主要用于一次拉线机或非滑动积蓄式多次拉线机。润滑剂可以是固态粉状、半固态膏状或液体的。 2）侵入时润滑 侵入式润滑时采用乳液状和液体油状的润滑剂，适用于滑动式连续拉线机。润滑剂是盛注在拉线机专设的槽内，鼓轮、线段和线模侵入润滑剂中。这种方式不要求有复杂的系统，却能保证线模、线材、鼓轮连续润

5、滑和冷却，作用可靠。但是由于润滑剂不停的运动，使拉线生成的金属屑没有沉淀的可能，并不断被带进线模和鼓轮上，影响模具和鼓轮的寿命，但可在其中装置冷却水管，以利散热。 3）循环式润滑系统 在滑动式连续拉线机上拉线，希望润滑剂有固定的成分和保持一定的温度，而循环式润滑系统可以满足这一要求。这种系统可以单台设备使用，也可以数台设备集中使用。这种系统由润滑剂储存池（箱）、泵、进出水管路、冷却和加热装置、沉淀或过虑装置等几部分组成。循环使用或润滑需适时补充润滑剂，并定期进行成分检验分析。对储存池底的金属屑和其他沉淀物要定期清理，保证润滑剂的清洁度。第五节 拉线模具 拉线的模具主要是线模，线模的主要工作部分

6、是模孔，拉线时线材通过模孔受力而变形。一、 线模的种类和技术要求1. 线模的种类和应用1） 按材质分类可分为：硬质合金模用于大量生产时大拉机的各种规格用模。钻石模用于生产细线。聚晶模用于拉制中、小拉线机的中间模。钢模用于生产量少，拉大截面的型线。2） 按线材形状分类可分为：原线模用于生产圆单线。型线模用于生产型线。3） 按结构分类可分为：整体模用于生产圆线和型线。组合模用于生产型线。锟压模=主要用于生产型线，也开始用于大直径圆线的中间道次。2. 线模的技术要求1） 硬质合金模：模孔各区内不允许有开裂、裂纹、砂眼和凹形存在。模孔内各区的连接部分应成圆弧形，不得有尖角存在。模孔内的工作区、定径区在

7、修磨后应抛光，其表面粗糙度不大于0.1，润滑区和出口区的表面粗糙度不大于0.8。2） 钻石膜和聚晶模：模孔各区域应光洁，不允许有棱角，各区的中心线应重合，并与钻石的端面垂直，模孔内无裂纹。定经区直径大于0.20mm的模具，出线口处必须有明显的安全角。进口润滑区呈暗光泽的光滑表面。工作区、定径区及安全角处呈亮光泽的光滑表面。出线口呈细麻纱的表面。钻石应紧密牢固地镶嵌在模套内，模孔的中心线与模套的中心线重合，并垂直于模套的端面。3） 钢模：模孔内各区不允许有裂开、裂纹、砂眼和凹形存在，模孔内各区的连接部分应成圆弧形，不得有尖角存在。模孔内的工作区、定径区在修磨后应抛光，其表面粗糙度应不大于0.1，

8、润滑区和出口区的表面粗糙度应不大于0.8。模孔内部应有影响使用寿命的有害缺陷和可见缺陷。二、 模具材料的种类和特征1. 硬质合金模:硬质合金是钨钴合金。这些合金是由碳化钨和钴组成，碳化钨是整个合金的基体，主要起坚硬耐磨作用。钴是粘结金属，是合金韧性的来源，改变成分的比例，合金的性能将起变化。随着含钴量的增加，合金的密度、硬度、抗压强度、弹性模数、导热性和电阻率均降低，而韧性和抗弯强度升高。随着碳化钨含量的增加，其性能变化与含钴量增加时相反。硬质合金模具有优异的性能。耐磨性好。能长期使用，保证加工线材的尺寸准确。粘附性好。拉制线材金属不易粘附在模孔表面，提高线模寿命。抛光性好。能加工出表面粗糙度

9、低的模孔。摩擦系数小。可降低能量消耗，减少拉长时的不均匀变形。抗腐蚀性高。硬质合金模对各种润滑剂适应性广，尤其是当润滑剂的酸碱性高时或采用酸溶液作为润滑剂时更为优越。2. 天然钻石：又称天然金刚石，是化学成分极纯的透明体，具有最大的硬度和耐磨性，但价格昂贵。天然钻石非常脆，比重为3.153.35kg/dm3。钻粒重量一般在0.020.12g。天然钻石有不同的色彩，以稍带黑色的硬度最高，其次为黄色，再次为白色。线缆生产用的钻石以选用中间硬度较为有利。3. 人造钻石：又称人造金刚石，是近年发展起来的，人造钻石与天然钻石一样，具有高硬度和耐磨性。它是以石墨为原料，镍合金为触媒，在高温2000和高压5

10、万大气压以上的条件下制成的。人造钻石聚晶拉线模的材料是采用经过精选的优质人造金刚石微粒加上硅、钛等结合剂在高温、高压条件下制成，属于多晶体。它的硬度有的已超过天然钻石。4. 钢模：钢模修制较容易，价格低，但硬度和耐磨性较差，寿命低。钢模用材料是碳素工具钢和合金工具钢两种。A：碳素工具钢 碳素工具钢按质量又分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工具钢。碳素工具钢工具钢的含碳量在0.65-1.35%之间，高级优质碳素钢的含硫、磷量较低，锰、硅含量范围也较窄。碳素工具钢淬火后的硬度，岁含碳量的增加虽有提高，但差别很小，一般硬度在HRC6065之间，随着含碳量的提高，钢的耐磨性提高，塑性和韧性下降。在退火状

11、态下易于切削加工，碳素工具钢的缺点是淬透性低，热硬性（指高温下保持高硬度，耐磨性的能力）差，工作温度在200以上不能保持高硬度和耐磨性。B 合金工具钢 合金工具钢是在钢中加入某些元素，改善钢的性能，合金工具钢的制造性好，淬火变形小。如铬12合金钢含碳量高达1.452.3%，含铬量也高达1113%，具有淬变形小，耐磨性好等优点。三：模具的结构尺寸 拉伸模具的模孔结构有四个部分组成：入口滑润区、工作区（变形区）、定径区和出口区.入口润滑区带有圆弧，便于线材进入工作区；工作区使金属拉伸时产生塑料变形，线材截面压缩减小；定径区保证线材尺寸与形状精确和均一，延长模具使用寿命；出口区是出线端，防止停车时线

12、材出现竹节形刮伤和定径去出口处崩裂。 四、磨具的寿命磨具在使用过程中，模孔受到不可避免的磨损，首先是在变形区与线材直径接触处变形成凹环，并逐渐向定径区内扩展和加深，凹环边缘被磨损得比较尖薄，当经不起拉线时的压力和拉力时模孔会崩裂。影响拉线模使用寿命是多种因素综合作用的结果。如制模材料的质量，模孔形状和尺寸，模孔的抛光质量，特别是工作区和定径区抛光质量，润滑剂的质量及添加润滑剂的方式和冷却效果；反拉力的存在和大小及拉线速度等。拉铜线时的线模平均使用寿命制模材料拉线直径d(mm)平均使用寿命（km）(kg)钢不镀铬15.0010.017d镀铬15.0010.0428d硬质合金16.0010.050

13、350d9.901.01431000d0.990.70100700d0.690.4071500d天然钻石0.4Car1.59-1.0051004000d0.2Car0.99-0.4072005000d0.1Car0.39-0.2080006000d0.05Car0.19-0.10100007000d0.032Car0.09-0.03114008000d确定线模寿命，最有实际意义的是以它能拉出合格线材的数量。因为模孔越大，产生道子，线材与模控粘结线模虽然没有完全崩溃，但以不能继续使用。第五章 质量控制 拉线的质量控制要点1. 对线坯要认真检查，线坯必须否和标准要求。2. 配模必须符合规范，与所用拉线机相适应。模具符合规定要求。3. 润滑剂必须定期检查，浓度应与所控制的规格相适应。4. 鼓轮上的绕线圈数要按照规定。5. 拉制产品的偏差值控制在标准规定的范围内。