硬質(zhì)合金拉伸模具的應(yīng)用


1、概述
硬質(zhì)合金作為一種工具材料，已經(jīng)越來(lái)越普遍使用了切削工具酷它，耐磨工具锰扶，耐沖擊工具。耐腐蝕零件部件及其他用途制品種昧甲，而拉伸類模具是硬質(zhì)合金最早使用的領(lǐng)域。硬質(zhì)合金拉伸模具充分利用了硬質(zhì)合金的耐磨性高，拋光性能良好凰锡，粘附小，磨擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)嘶款，已基本替代了用以拉制各種鋼材和有色金屬的鋼模忿脉。一般拉伸模具的結(jié)構(gòu)如圖1所示。



根據(jù)被拉拔的材料，截面形狀稻悟，壓縮率不同而形成了不同型號(hào)的拉伸模具尸褪，其分類的主要參數(shù)未工作區(qū)的角度和內(nèi)孔的幾何形狀。
由于硬質(zhì)合金是一種脆性材料碉榔，一般需要配以硬質(zhì)合金外徑3‰~~6‰的過(guò)盈量以鑲?cè)脘撝频耐馓紫咔缒＞咭蟾撸撎撞馁|(zhì)則要改用合金鋼或模具鋼拄央，并經(jīng)熱處理才能保證硬質(zhì)合金模具的正常使用铜殉。



2、各類模具的合理應(yīng)用
2.1絲棒類拉伸模具

主要用于拉拔各種尺寸的鋼材和有色金屬存睬，常用型號(hào)有S11,S12,S13,比以前的11,12,13型加大了工作區(qū)郊察，以適應(yīng)大壓縮率，高速拉拔的需要很鸥，拉拔原理如圖2 所示憎茂。



根據(jù)被拉拔材料強(qiáng)度，拉拔工藝不同锤岸，拉伸模允許的壓縮率一般控制在10%～～30%以內(nèi)竖幔，材料強(qiáng)度高的壓縮率應(yīng)小些。
壓縮率可用以下公式計(jì)算:
式中：D——拉拔前線材的直徑是偷，mm拳氢；
      d——拉拔后線材的直徑，mm蛋铆；
線材進(jìn)入拉伸模具工作區(qū)后馋评，會(huì)在變形區(qū)的高度內(nèi)開始?jí)嚎s，為保證較小的拉拔力和模具的正常使用刺啦，變形區(qū)的高度應(yīng)控制在工作區(qū)總高的一般以內(nèi)留特，接觸變形的高度過(guò)高，則接觸面積增大玛瘸，從而加大摩擦力蜕青，變形區(qū)的高度可按如下公式計(jì)算：
式中：h變——變形區(qū)高度，mm糊渊；
      D——拉拔前線材的直徑旋钓，mm；
      d——拉拔后線材的直徑舆骚，mm鱼谅；
      α——工作區(qū)角度
實(shí)際變形區(qū)高度可通過(guò)改變拉伸模具的工作區(qū)角度和僅出現(xiàn)的尺寸來(lái)控制。一般拉伸模具要求內(nèi)孔表面粗糙度達(dá)到Ra0.5μm以上悉歼，定徑區(qū)平直益若。
硬質(zhì)合金絲棒類模具有向超細(xì)孔發(fā)展的趨勢(shì)，拉絲模的孔徑在0.3mm以下，達(dá)到了0.15mm晚乙，甚至更小晨下，用以取代昂貴的聚晶模和鉆石模，主要用于鋼簾線和篩網(wǎng)行業(yè)缘违。


2.2管拉拔模具

拉拔各種鋼管拳芹，有色金屬管，一般有四種拉拔情況岸腥。
第一種拉拔對(duì)管材的內(nèi)徑?jīng)]有要求矢勉，只適用管拉模（即外模），叫空拉茉唉，如圖3固蛾。



管內(nèi)沒(méi)有芯頭，拉出的管材內(nèi)孔表面粗糙度度陆，圓度較差艾凯，尺寸偏差大，壁厚不均勻懂傀。管拉模一般用20趾诗，21型。
第二種情況是拉拔內(nèi)孔有一定要求的鋼管蹬蚁，其工作原理如圖4恃泪。



內(nèi)孔芯頭采用30型硬質(zhì)合金芯頭，定徑區(qū)較短犀斋，拉拔摩擦力較小贝乎，主要用于硬度高的鋼管的減壁拉拔。但芯頭定徑去尺寸易摸索叽粹，管材內(nèi)孔尺寸易變大览效。制造時(shí)要求芯頭定徑區(qū)平直，兩端適當(dāng)圓弧過(guò)渡盼饼。芯頭的聯(lián)接方式有焊接式和螺旋肝連接兩種进登。前者適于小規(guī)格芯頭，后者適于大規(guī)格芯頭津咒。焊接時(shí)應(yīng)避免焊接應(yīng)力集中而導(dǎo)致硬質(zhì)合金部分?jǐn)嗔衙撀洌苌炷雁碘？刹捎?0哩拔，21，23等各種型號(hào)啥拘。芯頭用一長(zhǎng)拉桿固定影焙，使之總是在管拉模定徑區(qū)的位置。
第三種是用管拉模和31型固定芯頭控制管材的外徑和內(nèi)孔尺寸的拉拔，其工作原理如圖5襟笋，例如拉紫銅管嫡贷，白銅管。



最大的硬質(zhì)合金管拉模內(nèi)孔達(dá)Φ220mm抵肌，硬質(zhì)合金31型芯頭外徑達(dá)Φ180mm朴埂，有部分特大芯頭有些廠家還是采用Cr12等模具鋼做。
31型芯頭中間有一穿拉桿的孔默蚌，芯頭與管材內(nèi)孔接觸面積達(dá)冻晤，尺寸穩(wěn)定，主要用于大直徑管材減徑或同時(shí)減壁減徑绸吸，管拉谋腔。可采用20，23等型號(hào)锦茁。
以上幾種管材的拉拔形式由于受鏈條式拉拔設(shè)備的限制攘轩，管材的內(nèi)徑一般在Φ40——Φ200內(nèi)，最大的可達(dá)Φ500mm码俩，壁厚一般為（4——19）mm度帮，最大可達(dá)40mm，管材的長(zhǎng)度一般為6.5米握玛，最大可達(dá)20米够傍。由于超大孔徑的管材拉伸時(shí)變形力和沖擊力都很大，很多廠家還是用鋼模挠铲，隨著拉拔設(shè)備和硬質(zhì)合金的發(fā)展冕屯，硬質(zhì)合金將逐漸進(jìn)入超大管材的拉拔，以體現(xiàn)其優(yōu)越的耐磨性能网孕。
第四種拉拔為管拉模與游動(dòng)芯頭拉拔蒿庙，主要用拉拔較小尺寸的有色金屬管材，特別是銅管慢筝。屬于聯(lián)系拉拔砖蕾，管材長(zhǎng)度可達(dá)幾千米，如用于制冷行業(yè)的銅盤管贮秤，還有用作特殊用途的毛細(xì)銅管廷共，內(nèi)孔可做到Φ0.1mm以下。內(nèi)模游動(dòng)芯頭不需要固定巴俺，游動(dòng)于管內(nèi)靠近管拉模定徑區(qū)的地方诸鲸，其工作原理如圖6。
拉制該種管材對(duì)管拉模和游動(dòng)芯頭的質(zhì)量要求特別高诈猎，模具工作表面的粗燥度要達(dá)到Ra0.05μm以上使驰，不能有砂眼订菇，溝紋等。另外要求管拉模與游動(dòng)芯頭的工作角相當(dāng)精確骄娶，過(guò)渡圓弧適當(dāng)哈误，否則管材易拉斷，或內(nèi)孔尺寸不穩(wěn)定躏嚎。
現(xiàn)在用于制冷業(yè)的銅管為了在一定尺寸內(nèi)增加散熱面積蜜自，已開始拉制內(nèi)螺紋銅管，這就需要硬質(zhì)合金外螺紋芯頭紧索，如圖7袁辈。



其拉拔是的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8，拉出的管材截面如圖所示珠漂。
外螺紋芯頭必須在硬質(zhì)合金外圓表面均勻開出螺紋的“V”型槽晚缩，并且要求槽內(nèi)外表面全部拋光。
以上幾種拉拔方式的外模的主要參數(shù)在于工作區(qū)的角度和形狀不同媳危，工作角一般在24o到30o之間荞彼，游動(dòng)芯頭的工作角比相應(yīng)的外模的工作角小2o到 3o。