拉丝工艺培训

工艺培训拉丝工艺拉丝概述原理：指线坯通过模孔在一定拉力作用下，使线材发生塑性变形，使截面减小、长度增加的一种压力加工方法，是一种冷变形。特点①拉伸的线材有较精确的尺寸，表面光洁，断面形状可以多样，可以拉圆线、扁线、Z型线、梯形线等；②能拉伸大长度和各种直径的线材；③以冷压力加工为主，拉伸工艺、工具、设备简单，生产效率高，现在的设备（仅对于铜拉）都具有了连拉连退功能，节约大量人力、物力。④功耗较大，变形率受到一定的限制，主要是通过多道横截面由大到小的模具来实现的。拉丝机主要技术参数延伸系数（µ）：金属拉伸后与拉伸前线材长度的比值。如1吨铜杆拉丝前为1000m，拉丝后为2000吗，则延伸系数计算如下2000/1000*100=200％.减面率(δ)：线材拉伸前后断面面积之差与拉伸前断面面积的比值。如由3.0铜丝拉制2.54的铜丝，则减面率计算如下（3*3-2.54*2.54）/(3*3）=28％延伸系数与减面率的关系：δ=1-1/µ速比：前后拉丝轮表面线速度之比现有设备还有压缩比，其实为减面率本公司拉丝现状1、铜拉材料：无氧铜丝，直径3.0mm，原材料型号表示TY-3.0拉制退火后型号表示TR-?,如TR-2.50，TR-1.76等出线范围：直径1.00及以上连拉连退功能2、铝拉材料：电工圆铝杆，直径9.5mm，原材料型号表示A6-9.5拉制后型号表示LY9--?,如LY9-2.50，LY9-2.81等出线范围：直径1.70及以上3、现有拉丝机铜拉10模拉丝机*1铝拉13模拉丝机*2,8模拉丝机*11、拉丝设备拉丝设备为拉丝机，按照不同的方式可分为A、按照模具的数量分：单模拉丝机和多模拉丝机B、按照工作特性分：滑动式拉丝机和非滑动式拉丝机C、按照拉丝鼓轮的形状分：塔形鼓轮拉丝机、锥形和圆柱形鼓轮拉丝机D、按照润滑情况分：喷淋式拉丝机和浸入式拉丝机F、按照拉制线径分：大、中、小、细和微拉丝机生产中主要以单模和多模拉丝机来区分，多模拉丝机分为滑动式和非滑动式拉丝机。我国常见的拉丝机如下（以铜拉丝机为例）：拉丝机名称进线直径mm出线直径mm模具数量塔轮直径mm大84-1.713400中31.0-3.09，13，14,10280，250小1.60.12-0.422，24240细0.60.05-0.154150微0.120.02-0.0520701.1拉丝机组成：放线架-----主机-----储线装置----退火装置-----收线架,还有润滑装置、电气装置等。1.2拉丝机种类和特点现有的拉丝机多为多模拉丝机，可分为滑动式拉丝机和非滑动式拉丝机1.2.1滑动式拉丝机（应用最为广泛）：圆柱形鼓轮拉丝机和塔形塔轮拉丝机工作原理：拉丝鼓轮的圆周速度B大于线材的线速度V产生摩擦力，拽引线材通过一定的模具，使截面变小，长度变大的过程。现在生产中主要为卧式圆柱形鼓轮拉丝机，特点：各个拉丝轮直径相等，直径相等，一个电机带动各个拉线鼓轮。优点：延伸系数高、加工率大，拉丝速度高，产量大，易于实现自动化，机械化，穿模方便，停车即可以测量各道线材的尺寸，便于控制调整。因所有拉丝轮都在一条线上，造成机身很长，为了克服这一缺点，在每个轴上安装多个拉丝轮（塔型，如现有铜拉、13模铝拉）。缺点：拉制过程中为了克服摩擦力消耗了大量的功率，线材和拉线轮间的滑动损伤拉丝轮。如现有拉丝机为型号表示为LLT-450/13，表示为拉丝鼔轮直径为450mm，最大穿模数量为13个1.2.2非滑动式拉丝机:非滑动式拉丝机是线材与鼓轮之间没有相对的滑动，线材拉伸后缠绕在拉丝鼓轮上，因此中间的鼓轮有双重的作用，即起着拉伸鼓轮的作用，又起着储线为下道模子拉丝的放线作用。比较多的是8、10模拉丝机。特点：拉丝轮和线材没有滑动，线材在拉丝轮上存储一定的圈数，防止延伸系数和拉丝鼓轮速度变化造成秒体积不等。优点：线材和拉丝轮无摩擦表面不易磨损，不损伤线材及拉丝轮；结构简单；投资少，适于抗张力不大，耐磨性差的铝（铝合金）线的拉制；机构简单，容易制造；由于中间鼓轮上有储存，当某个鼓轮停止转动时，其它鼓轮仍可在短时间内照常工作。缺点：不能高速拉伸；不适宜细线的拉伸。线材不能扭转，不能拉制异型线，1.3拉丝机其他设备组成1.3.1放线装置，1.3.2收线装置一般有绞轮收线、收线盘收线和立式连续自动收线绞轮收线：将成品线材收在专用绞轮上，吊钩取下捆扎而成收线盘收线：将成品线材收到特制收线盘上立式连续自动收线：收在立式圆柱形的收线架上，容量大，效率高（梅花落架）1.3.3压头穿模机使大截面的线材穿过较小的模孔专用的一种设备。原理及使用方法：由两个偏心孔型的轧辊组成，当轧辊转动时，孔型由大变小，再由小变大，往复进行180°角的周期性工作，当孔径最大时将线材推入，随着孔型的变化，线材截面减小，并被轧辊向外推出。为防止线材飞边影响穿模，每扎一次就要将线材旋转90°。1.4拉丝油1.4.1拉丝油作用①润滑作用:避免模具与金属直接接触及粘结,降低摩擦系数减少摩擦,使得金属沿受力方向均匀变形,并增加金属的变形程度,延长模具的寿命.②冷却作用:使用适当的润滑液,可以使由于金属变形产生的热量迅速传导,降低线材与模孔的温度,防止线材温度过高发生氧化变色现象.③清洗作用:金属在拉伸过程中,不断产生细微的金属粉尘,润滑液不断冲洗模孔,清除金属粉末的作用.1.4.2拉丝油对拉丝的影响①浓度;润滑剂浓度增大,金属线材与模壁的摩擦系数减小,相应的摩擦力也减小,伸力也就减小,反之,拉伸力增加.浓度大,润滑剂的粘度上升,冲洗模孔的作用减小,拉伸中产生的屑不易被润滑剂冲洗带走,造成线材表面起槽等质量问题;浓度过大,金属屑将悬浮在润滑剂中,不易沉淀,影响润滑效果以及拉伸后线材表面质量.②温度:温度过高,拉伸金属线材使所产生的热量不易带走,使金属线材及模具的温度升高,线材容易氧化变色,降低模具的使用寿命;温度过低,粘度上升,不利于拉伸.因此拉线时润滑液温度控制在一定的温度,对于铜25-55℃之间.③清洁度:润滑剂保持清洁,润滑剂中混入酸类物质,会造成润滑剂分层,失去润滑效果,不利于拉伸,含碱量增加,拉伸后的金属线材表面残留的润滑剂对金属线材有腐蚀的危害;有杂质影响润滑系统的畅通,造成供应不足,影响冷却效果④PH值：PH值太高，拉丝液碱性较强，易对模具和线材产生腐蚀，拉丝液易分层，PH值太低，拉丝液酸性较强，影响拉丝液的稳定性，易滋生细菌造成拉丝液变质。⑤拉丝退火水（仅针对铜拉）：拉丝退火水主要起到退火后将热量带走冷却铜线作用，同时起到水封防氧化的作用；一般配比浓度为0.5-1.0％；1.4.3拉丝油在润滑系统中的使用浸入式润滑和喷淋循环式润滑（现在设备大多为半浸入式+喷淋式）1.5拉丝模具1.5.1作用和结构拉线模是拉线过程最重要的工具。线模的主要部分是模孔，由互相圆滑连接的润滑区、工作区、定径区、出口区四个区域组成。润滑区：带有圆弧便于线材进入工作区，同时在此清除线材表面的杂质；工作区：金属线材发生塑性变形，线材截面在此被压缩减小；定径区：保证线材形状和精度均一，延长模具寿命出口区：防止出现线材开裂及防止出现竹节1.5.2模具图如下所示1.5.4模具的种类A、天然金刚石（钻石）模具：硬度和耐磨性最好，最贵B、人造金刚石（钻石）模具：高温高压下合成，硬度和耐磨性好C、硬质合金模具：钴钨合金，碳化钨为主体,其优点为：a）耐磨性好，能长期使用，保证线径尺寸的精确b）粘附性小，易于清洁c）抛光性好，使线材表面光洁d）摩擦系数小，抗腐蚀性高D、钢模，制造容易，成本低，但耐磨性差，寿命短，1.5.5模具的寿命模具在使用过程中，模孔会受到不可避免的磨损，收线是在变形区与线材接触的地方形成凹环，并逐渐向定径区扩展和加深，凹环边缘被磨损的比较尖薄，当经不起拉线压力和拉力的时候模具会崩裂。其影响因素为模具材料的质量、形状和尺寸、抛光质量（特别是工作区和定径区的抛光质量）、润滑剂的质量、润滑方式及拉线速度等。一般我们说的模具寿命指的是一个模具能拉制多重的成品单丝。2拉丝工艺1、拉线的实现1.1、拉线的实现过程线材在一定拉力下通过一定的模具发生塑性变形，是截面减小、长度增加的一种冷加工变形，主要是通过数道模具孔径由大到小的模具来实现的。1.2、拉伸的特点尺寸精确，表面光滑、断面形状可以多样、能拉伸各种线径和材质的线材，设备简单，效率高，拉伸能耗较大，变形体收到一定的限制。1.3、实现拉制的过程为实现拉伸过程，拉伸应力应大于模具变性区中金属的变形应力，同时小于模孔出口处被拉金属的屈服极限。2、线材拉伸原理遵循拉制前后体积相等的原则，即2.1拉伸过程中的基本参数a）相对延伸系数简称延伸系数u：拉伸后与拉伸前长度的比值b）压缩率δ：线材拉伸前后断面面积之差与拉伸前断面面积之比c）伸长率λ：拉伸前后长度之差与拉伸前长度之比d）减缩系数ξ：线材拉伸后与线材拉伸前断面面积之比各个参数之间的关系如下表所示：3、拉伸过程分为多次拉伸和一次拉伸，现代生产中的都是多次拉伸，特点：总的加工率大，拉伸速度快，自动化程度高。拉伸道次根据线材的总的延伸系数、产品最终尺寸、线材质量及所要求的机械性能来确定的。以滑动多模具拉丝机为例：a）除最后一道模具外，各道均存在滑动。增加能耗、对拉丝鼓轮有磨损，甚至压线断线等，造成线材质量下降，但却有一个好处：自动调节张力，不至于断线或者留有余线。b）除第一道外，各道均存在反拉力。4、影响拉丝的因素：a）线材质量b）线材的抗拉强度，c）变形程度d）线材与模具孔的摩擦系数e）模具的位置f）其他因素，如线材不直、抖动、打结等5、拉丝配模即模具数目和模具尺寸进行确定的一种计算。合理的配模能充分利用线材的塑性，减少拉伸道次，提高生产效率，缩短生产周期，减少拉断拉细现象，保证足够的安全系数。基本原则配模是指拉伸前后尺寸的确定，即选择每道拉丝模的尺寸。合理的配模能充分利用杆材的塑性，采用最少的拉伸道次，提高生产率，缩短生产周期，减少拉断、拉细现象，拉伸后的线材能达到要求的尺寸和形状，良好的表面质量。配模原则是除成品道次外，其余各道次的延伸系数必须大于对应道次的塔轮速比，延伸系数与速比的比值称为滑动系数，滑动系数必须大小合适，太大，拉伸力大，线径易拉小甚至断线，塔轮容易起槽，影响表面质量，功率消耗大，模具使用寿命短。太小，使用的模具较多，不能充分利用杆材的塑性，线材与塔轮之间无滑动，易断线，也会影响产品质量。现各拉丝机各道次延伸系数一般是第一道最大，而后依次减少，中拉、小拉、微拉除最后一道外，其它道次的延伸系数一般相同。简便步骤：a）确定进线直径和出线直径b）确定模具数目N=lg（a）/lg（b），a和b分别为总延伸系数和平均延伸系数，N四舍五入取整数即为拉伸道次，a=出线直径^2/进线直径^2，b=1.1-1.35，与设备有关。一般延伸系数成品丝径越大其延伸系数越大。c）计算总速比（相邻两个拉丝鼓轮速度之比）d）计算前滑系数e）计算平均滑动系数f）逐级分配各道延伸系数，验证。拉丝速度对线材的影响拉丝速度应与机台性能、线径大小，杆材，模具及产品质量要求相符合。速度太高，在杆材质量不是很好的情况下易断线，设备振动大，不能保证产品质量，也会影响模具的使用寿命。速度太低，影响机台产能。收线张力对线材的影响张力必须大小合适，张力太大，线径易拉小甚至断线，由于排线太紧，会造成下道放线困难，在收线铁轴略有变形时会增加夹边现象的产生。张力太小，会造成排线太松，不平整，也会影响下道工序的放线。（在拉制退火铜丝时，铜线与退火导轮接触不良，会造成打火现象，影响退火程度和退火线的表面质量。造成退火铜线有缺口，易断线）3、退火工艺1、铜丝退火原理连续退火设备都装在拉线机上最后一个拉线轮与收线器之间,构成拉线-退火-收线的连续生产机组,从最后一个拉线轮出来的线连续通过几个金属滚轮,滚轮与直接加热电源相连,当退火线在这些滚轮上接触通过时,导线就有电流通过,导线接触于本身的电阻将电能转变为热能加热,实现了退火.2、金属退火方式2.1、退火炉退火退火炉退火设备主要由退火罐、加热丝、等组成（参见图