提高金剛石拉絲模具使用壽命的方法

　　金剛石拉絲模具是不銹鋼線材及電纜行業(yè)生產(chǎn)的重要工具，尤其在細(xì)線及微絲方面應(yīng)用極為廣泛。但因?yàn)槠鋬r(jià)格很貴，生產(chǎn)成本較高，如何有效提高金剛石拉絲模具的使用壽命是線材生產(chǎn)行業(yè)的一大重要課題。

　　1 金剛石拉絲模具簡介

　　金剛石拉絲模具有兩種，一種是天然金剛石模具，天然金剛石具有硬度高、耐磨性好的特點(diǎn)，拉制的線材表面光潔度很高，由于天然金剛石在結(jié)構(gòu)上具有各向異性,導(dǎo)致其硬度也呈各向異性,使�？椎哪�損不均勻,制品不圓整，加之價(jià)格昂貴、稀少，一般用作表面質(zhì)量要求高的細(xì)線拉線�；虺善防�線模;另一種是人造聚晶金剛石模具，人造聚晶金剛石是無定向的多晶體。它具有硬度高，耐磨性好，抗沖擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在硬度上不存在各向異性，磨損均勻，模具使用壽命長，適用于高速拉拔。由于國產(chǎn)聚晶模坯存在晶粒粗大、拋光性能差等質(zhì)量問題，目前國內(nèi)廠家多使用聚晶模作過渡模，而不用作成品模。但隨著聚晶模內(nèi)在質(zhì)量和加工水平的提高，有取代昂貴的天然金剛石作成品模使用的趨勢。

　　2 金剛石拉絲模具的磨損原因分析

　　2.1 拉絲模自身加工質(zhì)量因素導(dǎo)致模具磨損

　　(1)金剛石模坯與模具鋼套鑲嵌不對稱，燒結(jié)的硬質(zhì)合金鋼套分布不均勻或有空隙，都容易導(dǎo)致在拉拔線材過程中產(chǎn)生U形裂痕;

　　(2)金剛石模坯在激光打孔過程中，燒結(jié)痕跡清理不干凈或受熱不均勻會導(dǎo)致金剛石層內(nèi)金屬觸媒、結(jié)合劑等聚成一堆，這樣容易導(dǎo)致在拉絲過程中模具出現(xiàn)凹坑;

　　(3)模具孔型設(shè)計(jì)不合理，入口潤滑區(qū)開口過小、定型區(qū)過長，會導(dǎo)致潤滑不暢，致使模具磨損甚至碎裂。

　　2.2 拉絲過程中使用不當(dāng)因素導(dǎo)致模具磨損

　　(1)拉絲面縮率過大，導(dǎo)致模具產(chǎn)生裂痕或破碎。裂痕或斷裂紋絕大部分是內(nèi)應(yīng)力釋放所產(chǎn)生。在任何物料結(jié)構(gòu)中，存在內(nèi)應(yīng)力是必然的，拉拔線材時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力本來可以增強(qiáng)金剛石微晶結(jié)構(gòu)，但當(dāng)拉絲面縮率過大、無法及時(shí)潤滑從而溫升過高就會導(dǎo)致金剛石模具表明部分物料被移走，微晶結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力就大大增加，使其更容易產(chǎn)生裂痕或破碎。

　　(2)線材的拉伸軸線與模孔中心線不對稱，致使對線材和拉線模產(chǎn)生應(yīng)力作用不均勻，而機(jī)械振動產(chǎn)生的沖擊也會對線材和拉線模造成很高的應(yīng)力峰值，兩者都將加速模子的磨損。

　　(3)因退火不均勻而造成的線材硬度不均勻等因素容易造成金剛石拉絲模具過早產(chǎn)生疲勞損傷，形成環(huán)形溝槽，加劇模孔磨損。

　　(4)線材表面粗糙，表面粘附氧化層、砂土或其他雜質(zhì)等會使模具過快磨損。當(dāng)線材通過�？讜r(shí)，硬、脆的氧化層及其他粘附雜質(zhì)會象磨料一樣地造成拉線模模孔很快磨損及擦傷線材表面。

　　(5)潤滑不暢或潤滑油含有金屬碎屑雜質(zhì)導(dǎo)致模具磨損。潤滑不暢會使拉絲時(shí)金剛石�？妆砻鏈囟壬�高過快，金剛石晶粒脫落，導(dǎo)致模具損傷。當(dāng)潤滑油不潔凈，尤其含有拉拔時(shí)脫落的金屬碎屑時(shí)，極容易劃傷模具和線材表面。

　　3 有效提高金剛石拉絲模具的使用壽命的方法

　　3.1 盡量選用先進(jìn)模具加工技術(shù)生產(chǎn)的高品質(zhì)的金剛石拉絲模

　　目前，國外拉線模具的研磨工藝普遍采用高速機(jī)械研磨機(jī)，以及表面鍍金剛石的金屬磨針，該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，磨針的規(guī)格及使用規(guī)范化使產(chǎn)品精度更高。模子的孔型尺寸利用輪廓記錄儀及孔徑測量儀來檢測，并用檢查拉線模專用的顯微鏡來檢查表面光潔度。而國內(nèi)許多廠家還在采用落后的設(shè)備，使用手工操作來研磨孔型，因此，存在著以下問題：孔型參數(shù)波動較大，難以加工出平直的工作錐;定徑區(qū)與工作區(qū)交接處易研磨出過渡角，使線材在定徑區(qū)中產(chǎn)生二次壓縮，增加外摩擦力，減短了定徑區(qū)長度，縮短模具的使用壽命;磨損的磨針修復(fù)頻度因人而異，使用不規(guī)范，造成孔型的一致性差。檢測手段也落后，只能依靠目測或者放大鏡、顯微鏡等簡單工具檢測，而且注重的是模內(nèi)表面光潔度，對孔型尺寸不能有效檢測，更談不上控制了。

　　3.2 選擇良好孔型設(shè)計(jì)的金剛石拉絲模具

　　拉絲模孔型一般分為曲線(即R型系列)和直線型(即錐型系列)。如圖所示： 

　　圖 拉線模孔型的種類

[$page]　　從線材在拉線模內(nèi)變形均勻的角度分析，似乎曲線型較直線型好，這種孔型是在“圓滑過渡”的理論指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出來的，其孔型結(jié)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為“人口區(qū)”、“潤滑區(qū)”、“工作區(qū)”、“定徑區(qū)”、“出日區(qū)”五個(gè)部分，各部交界處要求“倒棱”，圓滑過渡，把整個(gè)孔型研磨成一個(gè)很大的、具有不同曲率的孤面這種孔型的模子在當(dāng)時(shí)的拉拔速度條件下，還是可以適用的。到上世紀(jì)70年代末至80年代初，隨著拉線速度的提高，拉線模的使用壽命就成了突出問題。為了適應(yīng)高速拉線的要求，美國的T.Maxwall和E.G.Kennth提出了“直線型”理論。該理論著重考慮了拉拔過程中的潤滑作用和磨損因素，指出經(jīng)