❶ 拉丝模的优劣对比
各种拉丝模材质各有特色,天然金刚石拉丝模因其极高硬度和优异的耐磨性能,成为首选,尤其适用于加工直径极小的丝材。然而,天然金刚石的各向异性使得其在径向范围内的硬度差异显著,容易在某个方向上产生磨损,因此只适用于加工直径较小的丝材。
相比之下,硬质合金模虽然具有较好的抛光性能和较低的能量消耗,但其耐磨性较差,使用寿命较短。聚晶金刚石模的硬度仅次于天然金刚石,具有各向同性的特点,不会产生单一径向磨损加剧的现象,但其高昂的成本和加工难度限制了其广泛应用。
CVD涂层拉丝模由于具备金刚石的性能,表现出良好的耐磨性和较低的表面粗糙度,但其复杂的制作工艺和高昂的成本使得其难以大规模应用。当涂层磨损后,模具将迅速失效,无法重复使用。
陶瓷材料虽然硬度高、耐磨性好且成本低廉,但其韧性差、热冲击性能差且加工难度大,至今尚未得到广泛应用。不同材质的拉丝模适用于不同直径的线材,如天然金刚石、聚晶金刚石和CVD涂层模常用于加工小型线材和丝材。
在加工小直径丝材时,CVD涂层金刚石模克服了天然金刚石模的各向异性问题,同时具有优良的强度和硬度,拉拔产量高,表面质量也达到要求。CVD涂层金刚石拉丝模的寿命等同于天然金刚石模具,产品合格率高,表面质量优于国产聚晶金刚石,因此成为小直径丝材拉拔加工的理想选择。
合理选用拉丝模材质是保证拉拔加工成功的关键。不同材质的拉丝模适用于不同线材,如聚晶金刚石模在拉拔铜丝时的使用寿命远高于硬质合金模,而在拉拔钼丝时则差距缩小。国内对拉拔模与线材的匹配理论研究不足,导致盲目选择,造成资源浪费。
拉丝模的磨损和破坏情况复杂,涉及破坏和摩擦磨损两大类。拉丝模的破坏包括环状破坏、拉伸破坏、剪切破坏和支撑面破坏等,而摩擦磨损则包括磨耗磨损、磨擦磨损、腐蚀磨损、擦伤和细颗粒产生的磨损等。
不同工作条件(线材材料、拉丝模材质、润滑剂等)会影响拉丝模的磨损和破坏过程,使得磨损和破坏之间的关系错综复杂。拉丝模的磨损破坏机理分析难度较大,但各种材质拉丝模的耐磨性排序为:金刚石拉丝模(不考虑天然金刚石各向异性问题)—陶瓷拉丝模—硬质合金模—已淘汰的合金钢模。
随着对拉丝模材质的研究不断深入,拉丝模正向着高强度、高硬度、高耐磨性方向发展,各种符合要求的新材料层出不穷,拉丝模的耐磨性大幅提升,磨损、破坏的时间明显延迟,使用寿命显著增加。拉拔加工的适用范围也逐渐扩大,从粗到细各种规格的线材都可以加工,并出现了用于加工不规则线材的异型模。