CN104289535A - 一种强润滑拉拔线材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种强润滑拉拔线材的方法，包括有以下步骤：（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，采用的拉丝模具其工作锥角α为14°～18°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.4D～0.6D；（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜；（3）冷拉：拉拔时的压缩率控制在15%～30%，拉拔速度为5～8m/s。由于选用了合适的润滑剂，有利于减少线材与拉丝模具内壁的接触，同时能够承受大的压缩率和较高的拉拔速度和温度；以及，采用了合理的涂层工艺，使线材获得多孔且润滑性能较好的表面涂层；此外，采用了特定的拉丝模具，延长模具使用寿命及降低线材表面加工硬化程度。

Description

一种强润滑拉拔线材的方法
技术领域
本发明涉及线材拉拔方法领域技术，尤其是指一种强润滑拉拔线材的方法。
背景技术
冷拉钢丝生产过程中，原料在拉拔力作用下，形成两压一拉的三向主应力状态，使金属产生塑性变形得到所需要的产品尺寸：与此同时金属内部的晶粒(渗碳体及铁索体)及晶间物质(杂质及夹杂物)，沿着变形方向被拉长，以致使金属组织发生改变，形成所谓纤维组织。在显微镜下可以看到纤维状的程度与冷拉钢丝的总压缩率成正比。钢丝在冷状态下的压力加工，由于加工硬化的结果使变形金属的力学性能产生显著的变化。即随着拉拔过程的变形量增大，金属的变形抗力指数(弹性极限屈服有限、强度极限、硬度)有所提高而塑性指数(延伸率、断面收缩率)有所降低，并使金属某些物理及物理—化学性能(如金属的密度、磁导率、电极电位等)都有不同程度的改变。这些性能的变化除了与金属化学成分含量(碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、铜等)有密切关系外，也与冷拉加工过程所采用的冷加工变形条件有关， 钢丝的拉拔是通过锥形工具来实现的。拉拔工具从最早期的钢钻到硬质合金、金刚石等材料的使用，尽管材质有了较大变化，但是拉丝模的孔型轮廓(锥形)的特征并没有大的变化。由于钢丝拉拔是使金属依照拉丝模锥形所规定的流线轨迹进行变形的，因此锥形本身的形状和尺寸结构直接影响着钢丝的力学性能和拉丝模的使用。钢丝在变形时存在着与模具之间的磨擦，它主要有三种形式即粘着磨损、磨料磨损、微动磨损。若单位时间的磨损过大会造成定径带的孔形尺寸随拉拔时间的变化过侠，其结果使钢丝通条机械性能不稳定降低拉丝模的使用寿命，所以拉丝模具几何尺寸对钢丝力学性能的影响因素主要是指工作锥角度、定径带长度。
我国目前生产大部分钢铁线材拉拔时均采取相同的拉拔参数及拉拔条件，使得不同材质的线材得不到最好的拉拔状态，易产生表面缺陷，严重时发生断线现象，无法进行正常生产。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种强润滑拉拔线材的方法，其能有效解决现有之线材拉拔容易产生表面缺陷的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种强润滑拉拔线材的方法，包括有以下步骤：
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，采用的拉丝模具其工作锥角α为14°～18°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.4D～0.6D；
（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜；
（3）冷拉：将润滑剂置于拉丝模具的润滑区，使线材依次穿过润滑区、工作区和定径区进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在15%～30%，拉拔速度为5～8m/s。
作为一种优选方案，所述润滑剂为金属皂、脂肪或脂肪酸。
作为一种优选方案，所述润滑皮膜为石灰。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
由于选用了合适的润滑剂，润滑剂不仅能牢固地吸附在线材表面，而且还能随线材一起延伸变形，而不致破裂，有利于减少线材与拉丝模具内壁的接触，同时能够承受大的压缩率和较高的拉拔速度和温度，线材拉拔速度高，为目前的1.5-2倍；以及，采用了合理的涂层工艺，使线材获得多孔且润滑性能较好的表面涂层；此外，采用了特定的拉丝模具，延长模具使用寿命及降低线材表面加工硬化程度，拉丝模具使用寿命长，为目前正常使用寿命的2-3倍。由以上指标可以看出，其各项指标明显优越于目前市场类似产品，可更好的应用于五金行业，提高生产效率及产品品质，具有良好的市场前景，可为公司创造非常可观的经济效益。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的工艺流程图；
图2是本发明之较佳实施例中拉丝模具的截面图。
附图标识说明：
10、拉丝模具                        11、定径区
12、润滑区                          13、工作区。
具体实施方式
请参照图1和图2所示，本发明揭示一种强润滑拉拔线材的方法，包括有以下步骤：
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：
在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂，从而使两磨擦面之间形成润滑膜，将直接接触的表面分隔开来，变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦，达到减少磨擦，从而使线材表面受力均匀，减少因润滑不当造成拉拔时残留过多的残渣；润滑剂粘附性能好，能有效地、牢因地粘附在线材表面，润滑剂能牢固地附着在线材表面，随线材拉拔进入模孔，使金属的两个界面(模孔壁与线材表面)有效的分开；本发明采用极性或表面活性的润滑剂，如金属皂、脂肪、脂肪酸，在线材表面上的吸附力强，并通过压力装置，使润滑剂覆盖在线材表面，并进入到拉丝模具进行润滑拉拔。
拉丝模具是线材成形的基础，从形状、使用寿命、模具材质上都有很大发展空间，通过模具设计，改善残留物多产品的结合力，从而控制残留物；硬质合金拉丝模具的硬度、工作锥面及定径带的粗糙度均会影响线材拉拔的润滑程度，定径区的长度对拉拔润滑程度有致关重要的影响: 过长增加拉拔阻力，使得产品润滑程度差，过短则产品表面附着物较多；给后续加工带来很大程度的影响，拉丝模具的工作锥度对于线材润滑同样影响很大，工作锥角度太大，使线材进人拉丝模的接触点太靠近定径区，相对来说工作区过短，容易导致润滑失效，影响线材拉拔，工作锥角度太小，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；如图2所示，本发明采用的拉丝模具10其工作锥角α为14°～18°，其定径区11的直径为D，其定径区11长度L为0.4D～0.6D。
（2）涂层处理：涂层处理在线材表面形成一层润滑皮膜，与拉拔时的拉丝粉混合，提高润滑性能，同时也影响产品最终的残留物，本发明的润滑皮膜为石灰，采取适当的处理工艺，使线材表面涂层对润滑剂的附着力强，使其在后续的拉拔或加工时润滑性高，线材表面附着物少，不会造成环境污染。
（3）冷拉：冷拉线材是利用金属的塑性，借助拉丝模具10并在外力作用下使金属变形，从而获得需要的形状、尺寸、机械及物理性能的一种金属压力加工方法，是线材生产的一道重要工序，线材通过拉拔不仅可以得到所需的断面尺寸和形状，还由于线材拉拔的过程压缩率变化的合理性，使得线材残留物得到保证。在本发明中，将润滑剂置于拉丝模具10的润滑区12，使线材依次穿过润滑区12、工作区13和定径区11进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在15%～30%，拉拔速度为5～8m/s。
下面用具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，在本实施例中，所述润滑剂为金属皂，采用的拉丝模具其工作锥角α为14°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.4D。
（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜，所述润滑皮膜为石灰。
（3）冷拉：将润滑剂置于拉丝模具的润滑区，使线材依次穿过润滑区、工作区和定径区进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在15%，拉拔速度为5m/s。
对线材的拉拔过程进行观察，拉拔出来的线材表面加工硬化程度低，表面无缺陷，表面性能好，没有发生断线现象。
实施例2
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，在本实施例中，所述润滑剂为脂肪，采用的拉丝模具其工作锥角α为16°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.5D。
（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜，所述润滑皮膜为石灰。
（3）冷拉：将润滑剂置于拉丝模具的润滑区，使线材依次穿过润滑区、工作区和定径区进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在20%，拉拔速度为7m/s。
对线材的拉拔过程进行观察，拉拔出来的线材表面加工硬化程度低，表面无缺陷，表面性能好，没有发生断线现象。
实施例3
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，在本实施例中，所述润滑剂为脂肪酸，采用的拉丝模具其工作锥角α为18°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.6D。
（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜，所述润滑皮膜为石灰。
（3）冷拉：将润滑剂置于拉丝模具的润滑区，使线材依次穿过润滑区、工作区和定径区进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在30%，拉拔速度为8m/s。
对线材的拉拔过程进行观察，拉拔出来的线材表面加工硬化程度低，表面无缺陷，表面性能好，没有发生断线现象。
 
由上述各个实施例可知，由于选用了合适的润滑剂，润滑剂不仅能牢固地吸附在线材表面，而且还能随线材一起延伸变形，而不致破裂，有利于减少线材与拉丝模具内壁的接触，同时能够承受大的压缩率和较高的拉拔速度和温度，线材拉拔速度高，为目前的1.5-2倍；以及，采用了合理的涂层工艺，使线材获得多孔且润滑性能较好的表面涂层；此外，采用了特定的拉丝模具，延长模具使用寿命及降低线材表面加工硬化程度，拉丝模具使用寿命长，为目前正常使用寿命的2-3倍。由以上指标可以看出，其各项指标明显优越于目前市场类似产品，可更好的应用于五金行业，提高生产效率及产品品质，具有良好的市场前景，可为公司创造非常可观的经济效益。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种强润滑拉拔线材的方法，其特征在于：包括有以下步骤：
（1）润滑剂、拉丝模具的选择：采用的润滑剂为极性或表面活性的润滑剂，采用的拉丝模具其工作锥角α为14°～18°，其定径区直径为D，其定径区长度L为0.4D～0.6D；
（2）涂层处理：在线材的表面形成一层润滑皮膜；
（3）冷拉：将润滑剂置于拉丝模具的润滑区，使线材依次穿过润滑区、工作区和定径区进行拉拔，拉拔时的压缩率控制在15%～30%，拉拔速度为5～8m/s。
2.根据权利要求1所述的一种强润滑拉拔线材的方法，其特征在于：所述润滑剂为金属皂、脂肪或脂肪酸。
3.根据权利要求1所述的一种强润滑拉拔线材的方法，其特征在于：所述润滑皮膜为石灰。
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