拉丝工艺培训课件分析

1、0 拉丝工艺培训 日期：2016年9月8日 1 拉丝工艺培训拉丝工艺培训 目录 ?一、铜、铝金属材料的物理特性 ?二、铜、铝单线的标准代号、型号表示及用途 ?四、拉丝装备四、拉丝装备 ?五、配模基本理论 ?六、拉丝过程中异常原因分析与处理 ?三、拉丝的概念及基本原理 2 一、金属材料的物理特性 1、铜的导电率仅次于银，价格比银低，而且具有良好的塑性， 易于进行热压和冷压力加工，容易焊接，有中等的抗拉强度， 良好的耐腐蚀性以及熔炼不太困难等优点。 一般物理、机械和工艺性能： 熔点 1083；沸点约2500； 电阻率 0.017241 mm2/m（20时）；密度 8.89 kg/cm3 （20时）

2、；抗拉强度 216235N/mm2（软）、363 412N/mm2（硬）；伸长率4045%（软）、46%（硬）；铸 造温度 11501200；最低再结晶温度200270；再结晶 退火温度500700。 3 一、金属材料的物理特性 2、铝具有密度小（约为铜的1/3.3）、导电导热性能好（仅 次于银、铜、金居第四位），在空气中有良好的耐腐蚀性， 塑性好，可进行各种形式的压力加工等优点。 物理、机械和工艺性能： 熔点 658.7；沸点约1800；比 重 2.703 kg/cm3（20时）；电阻率（20） 0.028264 mm2/m（硬）、0.0280 mm2/m（软）；抗拉 强度 78.4N/mm

3、2（软）、147N/mm2（硬）；铸造温度 710 730；最低再结晶温度150240；再结晶温度 350 400。 4 二、铜、铝单线的标准号、 型号表示及用途 1、电工圆铜线：应符合GB/T 3953-2009标准，适用于制造 电线电缆及电机电器用的圆铜线。 圆铜线型号规格 型号名称规格范围（mm） TR软圆铜线0.02014 TY硬圆铜线0.02014 TYT特硬圆铜线1.505.00 5 二、铜、铝单线的标准号、 型号表示及用途 2、电工圆铝线：应符合GB/T 3955-2009标准，适用于制造 电线电缆及电机电器用的圆铝线。 圆铜线型号规格 型号状态代号直径范围名称 LRO0.301

4、0.00软圆铝线 LY4H40.036.00H4状态硬圆铝线 LY6H60.3010.00 H6状态硬圆铝线 LY8H80.305.00H8状态硬圆铝线 LY9H91.255.00H9状态硬圆铝线 6 三、拉丝的概念及基本原理 1、概念：把铝杆用一定的力拉过模孔，使其截面积减小长度增 加，制成长而细的线的方法叫拉丝，也叫拉线或线材拉制。 2、利用拉伸方法制造金属线材有以下一些优点。 (1)一般是在常温下加工的，工作较为方便，加工材料不需要预 热，工艺方法简单。(也有热加工的)。 (2)能生产大长度的金属线，目前可将金属线拉细到直径为 0.020.03mm，这是用其它方法不易实现的。 (3)生产

5、出来的产品具有较精确的尺寸，线径偏差较小，而且金 属表面光滑平整， (4)金属线在冷拉时有硬化现象，因此可以得到抗张强度较大与 硬度较大的金属线，以适合某些产品的要求。 (5)拉伸用设备与工件都比较简单，产量较高。 7 三、拉丝的概念及基本原理三、拉丝的概念及基本原理 3、拉伸基本原理 (1)拉伸过程 拉伸是以一定的拉伸力把金属工件通过圆形或异形拉伸模孔 、并使工件横断面积发生变化的过程。当拉伸工件通过模孔 时，其横断面获得相当于模孔最小横断面的形状与尺寸，而 其长度随横断面积的减小成比例地增加。 拉伸为无屑加工；在拉伸前、后金属的体积是相等的，其关 系为。 SoLo=S1L1 ， 2 1 2

6、 0 0 1 1 0 d d L L S S ? 8 三、拉丝的概念及基本原理三、拉丝的概念及基本原理 式中 So拉伸前线材截面积， S1-拉伸后线材截面积， L0-拉伸前线材长度， L1-拉伸后线材长度， do拉伸前线材直径， d1拉伸后线材直径。 9 三、拉丝的概念及基本原理三、拉丝的概念及基本原理 从式中可知，拉伸前、后截面积之比等于其拉伸 前、后直径平方之比，也等于其拉伸前、后长 度的反比。 在拉伸过程中，由此产生的几个几何参数分述如 下： 10 三、拉丝的概念及基本原理 (2)(2)拉丝参数 面积减缩率面积减缩率：是金属在拉伸前、后截面积的差值与 拉伸前截面积的比值，用符号 表示，即

7、 此数为小于1的数字，通常用它的表示，在压力加 工学中即为加工率或变形程度。 11 三、拉丝的概念及基本原理 (2)(2)拉丝参数拉丝参数 减缩系数减缩系数：它是拉伸后、前截面积的比数，用符号 表 示，即。 与减缩率 的关系为。 =1- =1- 12 三、拉丝的概念及基本原理 (2)拉丝参数 延伸率延伸率，它是拉伸后、前金属线材长度增长与原有长 度Lo之比，用符号表示，即 它与减缩率及减缩系数的关系为。 13 三、拉丝的概念及基本原理 延伸系数延伸系数:它是金属在拉伸后、前长度之比，用符号 表 示，即。 =L1/L0 它与 、 及入的关系为。 =1/1- = +1 =1/ ， 在以上这四个因素

8、中，减缩系数 与延伸率 在计 算中一般不常用，主要用减缩率 和延伸系数 ， (2)(2)拉丝参数拉丝参数 14 拉丝机分类 拉丝机多模拉丝机 单模拉丝机 连续式 非连续式 滑动式 积蓄式 非滑动式 四、拉丝装备四、拉丝装备 15 四、拉丝装备四、拉丝装备 1、拉丝机： 根据单线在鼓轮上是否有相对的滑动现象，将拉丝机分为两大类， 非滑动式拉丝机与滑动式拉丝机。 非滑动式 十模拉丝机 16 四、拉丝装备四、拉丝装备 滑动式 铝大拉机 17 四、拉丝装备四、拉丝装备 滑动式 铜大拉机 18 四、拉丝装备四、拉丝装备 2、拉丝模具 19 四、拉丝装备 2.1 拉丝模具种类 （1）硬质合金模：粘附性小；

9、抛光性好；摩擦系数小； 抗腐蚀性高。 （2）钻石模，由于天然钻石模价格昂贵，非常脆弱， 主要用于细微线的拉制。 （3）聚晶模（人造钻石），与天然钻石一样的高硬度 和高耐磨性。 目前已广泛应用于拉丝行业。 20 四、拉丝装备 2.2、拉丝模具孔型 模具的主要部分是模孔，一般由互相圆滑地连接的润滑 区、工作区、定径区、出口区四个区域组成。 一润滑区 一工作区 一定径区 一出口区 21 四、拉丝装备四、拉丝装备 (1)润滑区 润滑区一般带有圆弧，便于拉制线材进入工作区，不被模孔边缘所损伤， 润滑区形成储蓄池，使润滑剂储蓄、并起到润滑拉制线材的作用，在拉伸 模孔中靠这部分来加大工作区，润滑区的高一般为

10、模坯总高 H的25。角 度为600。 （2）工作区 工作区是整个模孔的重要部分，金属拉伸塑性变形是在该区进行的。即金 属材料通过此区由大尺寸的截面积缩成小尺寸的截面积。 (3)定径区 定径区也称校准区，它的作用是使制品得到最终尺寸 (4)出口区 出口区是被拉制材料离并模孔的最后部分，它能保护定径区不致崩裂，出 口锥角可避免金属线材被定径区的出口处损伤和停机时线倒退被刮伤。 22 3、拉丝油（拉丝液） 3.1、主要作用： （1）润滑。在变形的金属和模空之间，保持一层润滑膜，避免模具 和线材直接接触和粘结，降低摩擦系数，从而减少能量消耗和加工道 次，延长模具的使用寿命。 （2）冷却。使用冷却的润滑

11、液，可以降低线材和模孔的温度，防止 线材温度过高而发生氧化变色，提高线速。 （3）清洗。在拉制过程中，不断产生微细的金属粉尘，润滑液不断 冲洗模孔，消除金属粉尘在模孔的作用。 四、拉丝装备四、拉丝装备 23 3.2、拉丝液对拉丝的影响因素 （1）浓度。润滑剂的浓度大，提高了它的润滑作用，金属线材与模孔壁 的摩擦系数小，相应的摩擦力也减小，拉伸力随之下降。但是，浓度太大， 润滑剂的粘度也随之上升，它的冲洗作用也减小，模孔的金属屑不易带走， 造成线材表面质量差。浓度太大，金属屑不会沉淀，悬浮在润滑剂中，反 而影响润滑效果。 （2）温度。润滑液的温度过高，失去了它的冷却作用，使金属线材及模 具的温度

12、升高，线材氧化变色、模具寿命减低，也影响油脂润滑膜的强度， 润滑效果下降。温度过高，润滑剂粘度上升，不利于拉伸。 （3） 清洁度。润滑剂中混入酸类物质，会造成润滑剂分层，失去润滑效 果。润滑剂中含碱量增加，对拉伸后的金属线材产生腐蚀的危害。润滑剂 中有固体杂质，影响设备的润滑系统，造成润滑液供应不足，减小了润滑 剂起到的作用。 四、拉丝装备四、拉丝装备 24 3.3、拉丝润滑方式 （1）单个模槽分散润滑 主要用于一次拉丝机或无滑动的积储式多模拉丝机，它对润滑剂的形态无限 制。通过模槽内的循环水起到冷却的作用。由于模槽是敞开式的，可以直接观 察润滑剂情况，便于调整。但是容易弄脏设备和场地。 （2

13、）浸入式润滑 采用乳液壮和液体油状的润滑剂，适用于滑动式连续拉丝机。润滑剂盛装在 拉丝机的专用槽内，鼓轮、线段、模具都浸入在润滑剂中，结构简单，能保证 模具、鼓轮、线材的连续润滑和冷却。 它的缺点是：拉丝过程中产生的金属屑没有沉淀的可能，不断被带进模孔和 鼓轮上，影响模具和鼓轮的寿命，也影响线材表面的质量。润滑掖槽需要有冷 却装置，防止润滑液温度过高。 四、拉丝装备四、拉丝装备 25 拉丝油的作用及温度(浓度)控制: 拉丝油的主要作用是：对拉制过程中金属线材和模具进行润滑冷却；同时将金属 线材在压缩变形过程中产生的金属粉末带走。起到提高金属线材表面质量和延长模 具使用寿命的作用。 拉丝油温度控

14、制：铝拉最佳工作温度4050最高不超过60；铜拉40 铜拉皂液浓度：38% PH值7.58.5 铜拉冷却水浓度：0.51% 0.51% 出水温度不大于55 入水温度不大于33 四、拉丝装备 26 单丝退火（热处理）的目的和原理 一、退火的目的： 1、使经过冷加工硬化的塑性恢复到冷加工前的水平，以便继续加工。 2、为了使拉线的成品恢复到拉线前的机械和电性能，进行成品退火。 3、为了得到高强度的线材，对于铝镁硅合金线要进行淬火和时效。 4、对于成品铝线，采用适当的工艺，可以得到性能介于硬线和软线之间的半硬线。 5、对于铜电刷线，在束绞和绞制完成后进行退火，以消除由于束绞和绞制单线的 内应力，使成品

15、柔软适用。 6、对于在温度较高的场所或使用时导体本身发热的合金产品，为了避免使用过程 中发生电性能的变化，而预先进行退火。这种退火的温度略高于使用温度，且退火时 间较短。 四、拉丝装备四、拉丝装备 27 二、退火的基本原理 金属经过冷加工塑性变形后，内部晶粒碎化，晶格畸变和存在残余内应力因而是 不稳定的，它有向稳定状态下变化的自发趋向。但在室温下，原子的扩散能力很 弱，变化很难进行。所以我们通过将变形的金属进行加热，使原子的动能增加， 促使其发生变化用最短时间将金属恢复到冷加工前的水平。 退火的基本过程 1、回复阶段 2、再结晶 3、再结晶后的晶粒长大阶段 金属的最大变形量：铜 1.5 铝 1

16、.45 四、拉丝装备四、拉丝装备 28 配模应满足的要求： 使拉出的线材尺寸形状、机械性能、表面质量均要符合标准要求。 每道变形量要尽量大，充分利用金属塑性，提高生产效率。 不发生断线和拉细现象，即保证足够的安全系数。 金属的最大变形量：铜 1.5 铝 1.45 五、配模基本理论五、配模基本理论 确定拉线时各道模孔直径的工作叫配模。配模计算中，涉及到如下几个参数： 1. 鼓轮速比 速比由拉丝厂家提供，可在说明书中查找。 2. 滑动系数 滑动式拉丝机，单线在鼓轮上存在滑动，鼓轮转速和线速度之间有差异，这个 差异的表征系数就是滑动系数。一般都取在 1.011.03，低的滑动系数有利于 提高线材的表

17、面质量和减少鼓轮磨损。 3.延伸系数 延伸系数指线材拉伸后与拉伸前的长度比。也等于拉伸前与拉伸后的面积比。 （1） 上述三者关系为： =* S S L L n n In n n 1? ? ? 五、配模基本理论五、配模基本理论 公司现有的合肥铝大拉：鼓轮速比及延伸系数厂家已提供如下表 五、配模基本理论五、配模基本理论 进线直径为9.5mm，计算3.22单线配模： 由公式（1）变形得： （2） 现在d 09.5，先计算， 8.27mm 依次计算 d27.20 d 36.27 d 45.47 d 54.78 d 64.18 d 73.66 d83.22 ? n n n d d 1? ? 32 . 1

18、 5 . 9 1 ?d 五、配模基本理论五、配模基本理论 32 质量控制措施（自检项目和要求）质量控制措施（自检项目和要求） 序号项目 标准要求 频次 1原材料 原材料必须经质量部检验合格；原材料状态卡与实物必须 相符；所用原材料状态型号应符合所生产产品的工艺要求。 每换铜（铝） 杆必检 2成品单丝 单丝外径、 f值应符合工艺要求；单丝表面应光亮、圆整 无过量油污、氧化、刮伤、麻点、竹节等对产品性能有影 响的缺陷；单丝应排线平整无压线现象。 每盘必检 3工装配模 模具选用应符合工艺要求；模孔内应光滑、圆整不得粘有 铜（铝）粉。 接班或换规 格时检查 4工艺设定 铜拉退火设定、线径输入设定应符合工艺要求；铝拉牵引 档位、牵引速度设定应符合工艺要求。 接班或换规 格时检查 5设备情况 拉丝油油温（铜拉不大于40铝拉不大于60）；铜拉拉 丝油浓度、冷却水浓度、冷却水温度应符合工艺要求；各 导轮、导辊应完好并表面光滑无过量铜（铝）粉；储线器 张力稳定无上下窜动现象。 接班检查 六、拉丝过程中异常原因分析与处理 33 序号 质量问题 原因 解决措施 1 断线 1、接头不牢 2、原材料中有杂质 3、配模不合理 4、鼓轮压线 5、铝杆潮湿粘模 6、鼓轮反拉力过大 7、模具损坏 8、润滑油堵死 9、退火轮打火烧断 1、提高焊接质量 2