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不同材质的模芯对拉丝模寿命影响与拉丝模具的磨损

发布时间:2021-04-19 发布者:凯德模具

以下分别介绍不同材质的模芯对拉丝模寿命影响

一、人造金刚石

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。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。

二、硬质合金

拉丝模用的硬质合金为钴含量较低的碳化物----钨钴类合金,它具有好的性、抗冲击性、抛光性和不易腐蚀性能,易于修理,价格不高,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,国内外采用热等静压(HIP)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(CVD)法和物理气相沉积(PVD)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。

三、自然金刚石

自然金刚石俗称钻石,是自然界较硬的物质,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。

拉丝模具的保养与维修模具,对降低成本重要。

由于线材的震动,在拉丝模压缩区内先接触线材的区域起先产生一些轻微的环状磨损,随后不断扩大直至定径区,导致线材表面质量严重下降,线材尺寸扩大。不仅如此,严重的磨损会使模具产生横向裂痕(主要出现在软丝的拉制过程中)或纵向裂痕(主要出现在硬丝的拉制中),致使模具过早报废。

因此,要针对被拉制线材的种类,拉丝的特点,的制定拉丝模保养规范。一般情况下,轻微的环状磨损只需进行抛光即可重新恢复使用,或稍微加扩大直径可达到拉丝要求。过度的磨损会使模具修理次数降低,甚至报废,使得拉丝成本增加。

拉丝过程中使用不当因素导致模具快磨损:

一、线材表面粗糙,表面粘附氧化层、砂或其它杂质等都会使模具过快磨损。当线材通过模孔时,硬、脆的氧化层及其它粘附杂质会像磨料一样地造成拉丝模模孔很快磨损及擦伤线材的表面。

二、润滑不畅或润滑液里含有金属碎屑杂质导致模具磨损。润滑不畅会使拉丝时模孔表面温度升高过快,模具晶粒脱落,导致模具损伤。当润滑液不洁净时,含有拉拔时脱落的金属碎屑,容易划伤模孔的表面及线材的表面。

三、拉丝工艺面压缩率过大,导致模具产生裂痕或破碎。裂痕或断裂纹绝大部分是内应力释放所产生的。在任意物料结构中,存在内应力是必然的,拉拔线材时产生的内应力本来可以增强模具的微晶结构,但当拉丝面压缩率过大,无法及时润滑从而温升过高就会导致模具表面部分物料被移走,微晶结构所承受的应力就增加,使其愈容易产生裂痕或破碎。

四、线材的拉伸轴线与模孔中心线不对称,致使对线材与拉丝模产生应力作用不均匀,而机械振动产生的冲击也会对线材和拉丝模造成很高的应力峰值,两者都将加速模具的磨损。

五、因退火不均匀而导致线材硬度不均匀等因素容易造成金刚石拉丝模具过早产生疲劳损失,产生环状沟槽加速模孔的磨损。

拉丝模具的磨损:

一、拉丝模坯与模具钢套镶嵌不对称,镶嵌硬质合金钢套分布不均匀有间隙,都容易导致模具在线材拉拔过程中产生U型裂痕。

二、金刚石模坯在激光打孔过程中,烧结痕迹清理不干净或受力不均匀会导致金刚石在拉拔过程中模具出现凹坑。

三、模具孔型设计不正确,入口润滑区开口过小、定径带过长会导致拉拔过程中润滑不良,致使模具磨损加快甚至碎裂。

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