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拉絲模的材質

經歷了幾十年的發展,已出現了很多新型拉絲模材質。按照材料種類,可將拉絲模分為合金鋼模、硬質合金模、天然金剛石模、聚晶金剛石模、CVD金剛石模和陶瓷模等多種。新型材料的開發極大的豐富了拉絲模的應用範圍並提高了拉絲模的使用壽命。 (2)硬質合金模由硬質合金制成。硬質合金屬於鎢鈷類合金,其主要成分是碳化鎢和鈷。碳化鎢是合金的“骨架”,主要起堅硬耐磨作用;鈷是粘結金屬,是合金韌性的來源。因此,硬質合金模與合金鋼模相比具有以下特性:耐磨性高、拋光性好、粘附性小、摩擦系數小、能量消耗低、抗蝕性能高,這些特性使得硬質合金拉絲模具有廣泛的加工適應性,成為當今應用最多的拉絲模模具。

硬質合金拉絲模的主要牌號YG8、YG6、YG3,其次是YG15、YG6X、YG3X,研制壹些新牌號,如用於高速 拉絲的新牌號YL,還有從國外引進的拉絲模牌號CS05(YLO.5),CG20(YL20),CG40(YL30);ZK10、ZK20/ZK30。 (6)高性能的陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化學穩定性強、高溫力學性能優良和不易與金屬發生粘結等特點,可廣泛應用於難加工材料的加工。

近三十年來,由於在陶瓷材料制造工藝中實現了對原料純度和晶粒尺寸的有效控制,開發了各種碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、晶須或少量金屬的添加技術。以及采用多種增韌補強機制等,使陶瓷材料的強度、韌性、抗沖擊性能都有了較大提高。

從國外研究結果看,陶瓷材料已廣泛應用於模具領域,在日本、美國、法國等國家已有多項專利。雖然陶瓷拉絲模在中國還沒有得到廣泛的應用,但是隨著制造技術的不斷提高,陶瓷將會是適合拉絲工業的良好的拉絲模材料。

陶瓷拉絲模在拉絲過程中不容易與金屬線材發生粘附,有利於提高金屬絲材表面性能,尤其是在高溫下拉制有色的硬質材料(如W、Mo絲等)。用陶瓷拉絲模拉拔有色金屬材質可以避免硬質合金拉絲模的缺陷,並且可以延長拉絲模壽命、提高材質的表面質量。

不同材質的模芯對拉絲模壽命的影響 

拉絲模常用的模芯材料主要有硬質合金、天然金剛石、人造金剛石等。在選擇拉絲模時應根據不同的加工工序,被加工的線絲的材質性能,以及線絲的質量要求來選擇模芯材料。合理選擇 模芯材料,是延長其使用壽命的主要途徑。

以下分別介紹不同材質的模芯對拉絲模壽命影響

1.硬質合金

拉絲模用的硬質合金為鈷含量較低的碳化物 — 鈷類合金,它具有較好的耐磨性、抗沖擊性、拋 光性和抗腐蝕性能,易於修復,價格低廉,是常用拉絲模芯制作材料,廣泛應用於粗、中絲的拉伸。研究表明,通過改善硬質合金成分和組織結構,控制碳含量的波動值,細化碳化物的顆粒,可以提高材質的性能,延長其使用壽命。國內外采用熱等靜壓(HIP) 處理、超細晶工藝及加入稀土元素來降低孔隙度,細化晶粒,提高合金的硬度,減小摩擦系數;並利用化學氣相沈積(CVD) 法和物理氣相沈積( PVD) 法在硬質合金表面形成金剛石薄膜或氮化鈦塗層,提高合金的表面強度。

2.天然金剛石

天然金剛石俗稱鉆石,是自然界最硬的物質,具有很高的耐磨性和熱傳導率,用於鎢鉬絲拉伸時能改善絲材的表面質量,提高絲材性能及尺寸精度,主要用於拉伸細絲及成品絲。但它性質非常脆,抗沖擊性能差,而且硬度具有各向異向性,做拉絲模時易磨損不勻。加之金剛石稀少,價格昂貴,加工困難,因此在拉伸中、粗絲方面受到限制。

3.人造金剛石

人造金剛石又稱聚晶金剛石,它是由許多單晶微粒無定向聚合而成的多晶體,具有較高的強度和硬度,耐沖擊性較強,性質均勻、綜合性能良好。在拉伸中、細絲時,使用壽命比金剛石模和硬質合金模高,且絲材尺寸穩定,表面質量好。但人造聚晶金剛石的晶粒較粗大,拋光困難,拉伸細絲的表面光潔度不如天然金剛石。通過細化晶粒,可提高拋光性能,在中、細絲的拉絲模上取代天然金剛石,大大降低成本,提高產品質量。