拉丝模

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第208页（2688字）

表66为推荐的拉丝模用料。对圆形丝材，通常不论其所拉金属的成分或数量，均推荐用金刚石或硬质合金；对小批量生产的或特殊形状的，虽然用硬质合金在任何场合下都能获得优越的性能，但用经过硬化的工具钢成本较低。

表66 推荐作拉丝模的材料

模具寿命 拉丝模的前进角和支承面(见图55)受到严重的磨损。模具正常寿命是以通过拉模的金属材料的长度或重量来定义的，它使模具的支承面由最小增加到最大尺寸，影响到模具磨损的因素(单项的或是集合在一起的)有：拉拔速度，被拉金属的成分，丝的温度，每拉拔一次坯料的断面缩减率，以及模具材料的硬度。图56数据表明，某些因素对天然金刚石和硬质合金磨损的影响。

图55 典型拉丝模的横截面

用于把Φ5．5mm的棒料拉成Φ4．6mm的丝(每次缩减率为17%)

图56 用于拉丝的天然金刚石和硬质合金模的磨损

(a)拉丝速度对拉拔302不锈钢丝的影响。丝经1．4mm，外涂石灰，抗拉强度1030MPa，用油润滑拉拔7．6千米，通过每一模具坯料断面缩减率为20%

(b)拉拔302不锈钢丝，抗拉强度965MPa，以及0．60%C碳素钢丝、抗拉强度900MPa，在油中拉拔，直径自0．84mm缩减至0．50mm，每拉拔一次，断面缩减20%，两种材料均涂石灰

(c)温度对模具磨损的影响。在模具出口处用温度显色蜡笔测钢丝温度，钢丝(0．80%C)以每秒10m速度拉拔至0．8mm，采用特种润滑剂

(d)以76～360米／秒速度拉拔0．80%C专利钢丝，硬质合金模的含钴量对模具磨损率的影响。用特种润滑剂，自直径2．3拉至1．6mm

(e)钢丝成分对含8%钴硬质合金模具的影响。采用一种合适的润滑剂拉拔含碳量不同的钢丝

磨损常从模具的前进角上的角环开始，如果在出现角环时，将模具拆下来抛光，则模具的寿命可以增加达200%；不然的话会加速模具的磨损，重新修整不应使支承面的长度缩短大于产品直径的30%。

金刚石模 采用金刚石模受可能买到的人造金刚石的大小所限制，尺寸大的金刚石价格很高。视被拉材料的不同，这种模具性能可能超出硬质合金10～200倍，因此，虽然生产成本很高，但有利于减低产品成本。

金刚石模有两类：天然的与人造的。天然金刚石模的时间最长，是由单块金刚石制成，可以得到表面十分光洁的成品。

天然金刚石的性能可能是不稳定的，每四、五个模具中的可能在30%预期寿命时破裂，这是由于晶体裂纹或是与整块晶体面间断裂面取向不利时所引起的。此外，用作拉模的大块天然金刚石越来越少，而且价格也越来越高。

人造金刚石模是由多晶人造金刚石与硬质合金，在高温高压下融合在一起，微小不定向金刚石与碳化钨晶体结合在一起形成模坯，硬度很高并抗磨。这种材料的细晶粒的同素异形体结构大大减少了断裂与不均匀磨损。其结果是，从相对模具寿命试验中表明，人造金刚石模比天然金刚石模使用时间更长些(见表67)。不幸的是由人造金刚石拉成的工件表面光洁度不及天然金刚石模好，因而，有些使用者用人造金刚石模初拉，然后用天然金刚石模精拉。

表67 人造与天然金刚石模具寿命的比较

表68列出了孔径在标准金刚石模范围内天然金刚石模与人造金刚石模生产成本之比。通常小孔径天然金刚石模比人造金刚石模便宜些；如果孔径为0．66mm，两种成本约相等；孔径再大，则人造的比天然的金刚石模更便宜些；对所有各种孔径的金刚石模来说，从生产成本与模具寿命综合起来看，人造的金刚石模比较合算。

表68 天然与人造金刚石模的相对成本

注：(a)天然金刚石模与人造金刚石模的生产成本比。

硬质合金 在超过金刚石模使用尺寸范围之上时，硬质合金用作拉丝模较为经济。较软性的硬质合金(含8%)，其脆性较小，并能承受较大的坯料缩减而不致断裂，但比低钴类材料更易磨损(图56)。如果不损坏或断裂，硬质合金模可以不断再加工以适应较大丝径金刚石模也是可以再加工的，但大多数再加工的模具是用硬质合金的。据两个不同工厂报道，拉制各种不同尺寸钢丝用的硬质合金模的数据见表69。拉拔不锈钢丝硬质合金模寿命的数据如下：

注：(a)每套模具拉丝重量。

表69 用于拉拔钢丝的含钴9%硬质合金模的寿命

注：(a)拉拔速度1．25～3．75米／秒。

(b)拉拔速度3．75～9．0米／秒。

(c)拉拔速度7．5～10．0米／秒。

(d)拉拔速度10．0～15．0米／秒。

工具钢 当缩减率低于20%，供拉丝模用的工具钢其硬度应接近于它最大的硬度(HRC62～64)；当缩减率大于20%时，由于有可能破裂，即使磨损量将会增加，硬度也应减到HRC58～60。

模具破裂 通常是由于不正常的缩减率，对镶块缺少机械支承，不合适的润滑或是所用的工具材料对所需的缩减率与拉拔速度来讲太硬，太脆而造成的。为了减少破裂常常牺牲某些抗磨损性能。