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1. 拉絲模的現(xiàn)狀

在金屬制品拉拔行業(yè)中，拉絲模是非常重要的易耗工具。拉絲模材質(zhì)的選擇對(duì)拉絲模的質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。拉絲模的物理及化學(xué)特征必須滿(mǎn)足硬度高、耐沖擊、抗磨損、摩擦系數(shù)低的要求，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到線(xiàn)材的質(zhì)量，拉絲模壽命的長(zhǎng)短影響到拉絲產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。因此提高拉絲模質(zhì)量，延長(zhǎng)其壽命，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者不斷研究的課題。拉絲模的質(zhì)量與壽命和材質(zhì)、孔型設(shè)計(jì)、制造工藝、制模設(shè)備及檢測(cè)儀器等方面有關(guān)。
目前市場(chǎng)上拉絲模主要有硬質(zhì)合金模、聚晶模和CVD金剛石模。硬質(zhì)合金拉絲模的壽命低于聚晶模和CVD金剛石模，但是它的成本相對(duì)低廉，所以在拉絲行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，特別適用于拉制直徑較大（8mm以上）的線(xiàn)材或型材。
硬質(zhì)合金拉絲模模芯芯一般是以碳化鎢為原料，以一定量的鈷為粘結(jié)劑燒結(jié)制成。由于粘結(jié)劑鈷的抗拉強(qiáng)度和顯微硬度都很低，所以，拉絲生產(chǎn)中，在金屬絲與模空接觸面上易產(chǎn)生粘著磨損和磨粒磨損從而影響拉絲模的最終壽命。
拉絲模在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生環(huán)溝磨損、拉痕磨損、焊合損傷、不同軸磨損、大磨和暴模等情況，因此我們需要對(duì)它進(jìn)行深入了解和分析。

2. 拉絲模的材質(zhì)

制作拉絲模的材質(zhì)有：合金鋼、硬質(zhì)合金、天然金剛石、人造單晶金剛石、人造聚晶金剛石、陶瓷等材料，以及通過(guò)各種化學(xué)熱處理、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積等方法制作的拉絲模。
(1)鋼模
用來(lái)制作鋼模的材料主要是碳素工具鋼和合金工具鋼。由于鋼模的硬度和耐磨性較差、壽命短，早已被其它模具所取代。

(2)天然金剛石(NC)模
天然金剛石是世界上最早使用的拉絲模材料，拉線(xiàn)質(zhì)量好，于60年代逐漸開(kāi)始普及。由于天然金剛石價(jià)格昂貴，僅用于制作直徑小的模具。

(3)人造單晶金剛石(MCD)模
80年代末期，由英國(guó)的戴比爾斯公司與日本的住友電工合作開(kāi)發(fā)了一種新型的金剛石模坯，具有天然金剛石的特性，而且鉆石表面是絕對(duì)規(guī)則的，工作狀況很好，還有較強(qiáng)的耐磨損能力。其適用范圍等同于直徑在0.5mm以下的天然金剛石，而原料價(jià)格遠(yuǎn)低于天然金剛石。

(4)硬質(zhì)合金模
硬質(zhì)合金在20世紀(jì)初進(jìn)入市場(chǎng)，到了50年代已取代了鋼模，其生產(chǎn)工藝不斷更新，質(zhì)量不斷提高，成為了咸菜工業(yè)中的主要材料。拉絲模模具中鈷的添加量越少，模具質(zhì)地越硬，但過(guò)少模具又會(huì)變脆。另外，碳化鎢微粒越細(xì)，硬度越高。

(5)陶瓷模
近年來(lái)，在日本推出了陶瓷拉絲模，它的造價(jià)比人造聚晶模低很多。盡管這種拉絲模在拉制過(guò)程中并非很重要，但卻在絞線(xiàn)機(jī)及類(lèi)似機(jī)器的壓緊、絞合及導(dǎo)向工序中起到了重要作用。

(7)表面強(qiáng)化
由于天然金剛石及優(yōu)良的人造聚晶金剛石價(jià)格比硬質(zhì)合金高許多，因而多年來(lái)人們采用各種手段來(lái)改變硬質(zhì)合金拉絲模孔表面的合金成分及硬質(zhì)合金拉絲模的結(jié)構(gòu)，提高其壽命，以適合高速拉絲的需要。

1968年至1978年間世界上開(kāi)始對(duì)硬質(zhì)合金滲硼，我國(guó)于1978年在天津第一鋼絲繩廠(chǎng)進(jìn)行滲硼實(shí)驗(yàn)。在相同條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，一般平均提高2-3倍。滲硼法在清洗中比較困難。1986年，國(guó)際上采用真空狀態(tài)下物理氣相沉積涂層(PVD)和化學(xué)氣相沉積涂層(CVD)法在拉絲�？變�(nèi)涂鍍一層碳化鈦的方法，使�？子捕雀�、耐磨性好、致密性好。但這種方法需要造價(jià)較高的專(zhuān)用設(shè)備，要求工藝嚴(yán)格，否則不易達(dá)到理想效果跑。
近年來(lái)，隨著化學(xué)汽相沉積法沉積金剛石薄膜技術(shù)的，綜合考慮模具成本和使用效果，比較合理的做法是在硬質(zhì)合金拉絲模內(nèi)孔表面涂覆一層均勻的、附著力能滿(mǎn)足使用要求的金剛石薄膜。也有的科研工作者從改變拉絲模的結(jié)構(gòu)出發(fā)，以提高拉絲模的壽面，如：旋轉(zhuǎn)拉絲模、可拆卸式裝配模等。
一般拉說(shuō)，拉絲模材質(zhì)的選取要同時(shí)考慮拉絲模的材質(zhì)和所要拉制物品的材質(zhì)，在能夠保證所拉物品具有較為光澤的表面基礎(chǔ)上，最好能夠保證拉絲模的壽命；而且兩者的耐磨性也不能相差特別大，這樣就可以避免兩者發(fā)生過(guò)量磨損，而使產(chǎn)品實(shí)效或使拉絲模發(fā)生破壞或報(bào)廢；同時(shí)我們也要考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素，在保證能夠正常生產(chǎn)的前提下，使得利益得到最大化而使成本最低。

3. 拉絲模的孔型設(shè)計(jì)

拉絲模的孔型設(shè)計(jì)理論經(jīng)歷了兩個(gè)階段：曲線(xiàn)型和直線(xiàn)型。
(1) 曲線(xiàn)型(即R型)
拉絲模曲線(xiàn)型孔型設(shè)計(jì)理論自20世紀(jì)40年代由美國(guó)機(jī)械工程是設(shè)計(jì)發(fā)明，之后得到廣泛應(yīng)用。50-60年代，前蘇聯(lián)和東歐一些國(guó)家大都采用曲線(xiàn)型孔型。50年代初，我國(guó)吸收了前蘇聯(lián)的先進(jìn)技術(shù)，即在拉絲模的研磨中使孔型的各區(qū)域圓滑過(guò)渡，必須把入口區(qū)、潤(rùn)滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)、出口區(qū)等五部分的交接處用半徑很大的圓弧連接，使孔型的縱剖面線(xiàn)形成一個(gè)具有不同曲率半徑的大弧線(xiàn)。這種孔型在當(dāng)時(shí)的拉絲速度下是適合的。但70年以后，國(guó)外的拉絲速度一般能達(dá)到1000m/min甚至更高，原有的曲線(xiàn)型孔型理論已不再適合高速拉絲的需要，模具壽命短，頻繁停車(chē)換模，不能穩(wěn)定地高速生產(chǎn)，淫才發(fā)展新的孔型理論已是必然。
我國(guó)的拉絲模生產(chǎn)基本上是沿用前蘇聯(lián)50年的工藝規(guī)范，至今沒(méi)有多大改變，目前拉絲模生產(chǎn)仍以手工操作為主，制模設(shè)備陳舊落后，�？妆砻娲植诙戎蹈�，模套尺寸沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一些廠(chǎng)家從國(guó)外引進(jìn)告訴拉絲機(jī)，只有采用進(jìn)口拉絲模才能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，如果采用國(guó)內(nèi)拉絲模，則必須降低拉絲速度，因而直線(xiàn)型啦什么的優(yōu)勢(shì)逐漸被認(rèn)識(shí)。
(2) 直線(xiàn)型
1980年美國(guó)馬克維羅(T·Maxwall)和肯尼思(E·G·Kennth)提出了適用高速拉絲的直線(xiàn)型孔型理論，這種理論在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的拉絲工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)從美國(guó)、日本、德國(guó)、、瑞典等國(guó)引進(jìn)的拉絲模實(shí)測(cè)表明，這些國(guó)家采用的拉絲�？仔褪侵本�(xiàn)型。
直線(xiàn)型拉絲模由：入口區(qū)、壓縮區(qū)、定徑區(qū)、倒錐、出口區(qū)等幾部分組成，如圖1所示。

壓縮區(qū)、定徑區(qū)、倒錐是拉絲模最為關(guān)鍵的部分，入口區(qū)和出口區(qū)次之。各部分的縱剖面線(xiàn)必須是直線(xiàn)；相鄰部分的交接處應(yīng)呈明顯夾角，甚至可以是尖銳的；入口區(qū)的角度比R型大，為60º-90º；去掉了R型的潤(rùn)滑區(qū)，將壓縮區(qū)(即工作區(qū))比R型加長(zhǎng)50%左右，潤(rùn)滑膜的建立引向入口區(qū)和壓縮區(qū)，以形成更致密的潤(rùn)滑膜，適應(yīng)高速拉絲的需要；定徑區(qū)呈圓柱狀，改變了R型定徑區(qū)的錐型；增加了倒錐，其功能是防止拉制完成的線(xiàn)材在離開(kāi)定徑區(qū)和遇到鋼渣時(shí)遭到損壞。
綜合以上的曲線(xiàn)型和直線(xiàn)型拉絲模；在低速拉拔時(shí)，材料的變形量對(duì)于拉絲后的質(zhì)量沒(méi)有太大的影響，因此可以選用曲線(xiàn)型；但是在效率就是效益的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)刺激下，曲線(xiàn)型拉絲模越來(lái)越受到冷落，取而代之的是直線(xiàn)型拉絲模，因?yàn)檫@種拉絲模在拉制同一絲徑的金屬絲是具有相對(duì)較小的變形量，這樣就較容易拉拔，而且后面出現(xiàn)斷絲的幾率要大大減小。
拉絲模的定徑帶長(zhǎng)度對(duì)于拉絲模模具使用壽命有至關(guān)重要的影響；過(guò)短則使用壽命短；過(guò)長(zhǎng)增加拉拔阻力和能耗。
拉絲模的工作錐度對(duì)于拉絲模壽命也具有重要影響。拉拔線(xiàn)材時(shí)工作錐角度太大(相當(dāng)于壓縮率太小)，使線(xiàn)材進(jìn)入拉絲模的接觸點(diǎn)太靠近定睛帶(例如用14º模產(chǎn)生16º的壓縮率)。在這個(gè)例子中，相對(duì)來(lái)說(shuō)變形區(qū)過(guò)短，使線(xiàn)材變形速率加快，并產(chǎn)生大量熱，容易導(dǎo)致潤(rùn)滑實(shí)效。若冷卻不良，會(huì)影響咸菜的組織結(jié)構(gòu)，并加劇模具消耗。若模角再大或壓縮率再小，會(huì)使接觸點(diǎn)更接近定徑帶，線(xiàn)材在流向定徑帶的過(guò)程中，由于錐角的影響，線(xiàn)材難于平穩(wěn)過(guò)渡到定徑區(qū)域，容易引起咸菜內(nèi)凹，導(dǎo)致縮徑，如果材料強(qiáng)度太低也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生縮徑或橢圓現(xiàn)象。盡管潤(rùn)滑區(qū)相對(duì)加長(zhǎng)，最終導(dǎo)致潤(rùn)滑失效，表面裂紋、刮傷，模耗加劇，絲徑難以控制。
工作錐角太小，導(dǎo)致進(jìn)線(xiàn)接觸點(diǎn)靠近工作錐上端，使變形區(qū)相對(duì)加長(zhǎng)，使拉絲機(jī)對(duì)鋼絲產(chǎn)生的殘余功增多，，加大拉絲機(jī)功耗。另外潤(rùn)滑區(qū)減小，減弱潤(rùn)滑效果，在變形區(qū)某一點(diǎn)將耗盡殘存線(xiàn)材表面潤(rùn)滑粉。當(dāng)拉應(yīng)力過(guò)大時(shí)，在定徑區(qū)域容易引起軸向伸長(zhǎng)，出現(xiàn)縮徑和橢圓問(wèn)題，最終將導(dǎo)致潤(rùn)滑不良，產(chǎn)生金屬碎屑及斷絲、過(guò)熱、縮絲。