湿拉理论概述

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1、湿拉理论彳既迷2003-6【前言】湿拉工序是一个承前（HP）启后（Cord）的工序。要获得令Cord工序满意的钢丝，不仅要优化湿拉的各项工艺参数，还要掌握HP工序的生产过程，以及盘条的各项性能，并且还要了解钢丝在帘线工序的工艺表现。只有这样，才能及时准确地解决各种复杂多变的工艺问题，提高产品性能。湿拉的工艺问题凭肉眼不易观察，需耍使用金相观察、化学分析等工具和方法，需要力学、金属材料与热处理、有机化学、机械等多方面的知识。湿拉的理论需要从微观和抽象的角度去理解。在这里仅根据生产实际情况对湿拉的工艺理论进行了简要的介绍。2003-06-25冷拉钢丝是利用金属的塑性，借助拉丝模具并在外力作用下使金

2、属变形，从而获得所需的形状、尺寸、机械及物理性能的一种金属压力加工方法。作为其中的一种，湿拉专指把电镀黄铜钢丝拉拔至帘线成品所需的单丝直径的拉拔工艺。湿拉因其使用润滑液润滑而区别于干式拉拔。1.拉拔力I丝的拉拔变形过程图1,钢丝应力分析示意图如图1所示：钢丝拉拔时，受拉拔力F、正压力P和摩檫力W共冋作用，发生塑性变形。应力状态为两向压应力o,.、一向（轴向）拉应力O,，以及周向剪切应力T。因此，钢丝从表层到中心，变形程度逐渐减小。随着拉丝模入口角、钢丝与拉丝模之间的摩擦系数增大，这种不均匀变形将更加明显。严重的不均匀变形与钢丝组织缺陷共同作用，将导致中心毛刺（断丝的一种）的产生。图2，巾心毛刺

3、外观（X300倍）当拉拔应力超过模子出口处钢丝的抗拉强度时，钢丝将发生颈缩而断裂。由于钢丝内部组织缺陷的存在不可避免，因此钢丝实际的抗拉强度要远低于理论抗冷拉钢丝是利用金属的塑性，借助拉丝模具并在外力作用下使金属变形，从而获得所需的形状、尺寸、机械及物理性能的一种金属压力加工方法。作为其中的一种，湿拉专指把电镀黄铜钢丝拉拔至帘线成品所需的单丝直径的拉拔工艺。湿拉因其使用润滑液润滑而区别于干式拉拔。1.拉拔力I丝的拉拔变形过程图1,钢丝应力分析示意图如图1所示：钢丝拉拔时，受拉拔力F、正压力P和摩檫力W共冋作用，发生塑性变形。应力状态为两向压应力o,.、一向（轴向）拉应力O,，以及周向剪切应力T

4、。因此，钢丝从表层到中心，变形程度逐渐减小。随着拉丝模入口角、钢丝与拉丝模之间的摩擦系数增大，这种不均匀变形将更加明显。严重的不均匀变形与钢丝组织缺陷共同作用，将导致中心毛刺（断丝的一种）的产生。图2，巾心毛刺外观（X300倍）当拉拔应力超过模子出口处钢丝的抗拉强度时，钢丝将发生颈缩而断裂。由于钢丝内部组织缺陷的存在不可避免，因此钢丝实际的抗拉强度要远低于理论抗拉强度。这一点在模序设计时必须要考虑。根据固体变形理论，所有的塑性变形皆在弹性变形之后，并且伴有弹性变形，而在塑性变形之后必然有弹性恢复，即弹性变形。根据光弹性试验，拉拔变形区内的应力分布如图3所示。+<5图3，变形区内的应力分布在钢丝

5、拉拔加工硬化不十分剧烈时，根据应力分析，径向应力0,从入门向出门逐步减少，而轴向应力逐渐增大。此外由于湿拉是滑动式多模拉拔，反拉力不断波动，引起模子入口处弹性区剧烈波动。因而模子入口处磨损较快，易出现拉拔圆环。在钢丝拉拔过程中，晶粒逐渐被拉长拉细，位错密度增加，从而钢丝的抗拉强度也逐渐增加，即发生了“加工硬化”。当位错密度增大到一定程度，像裂纹这样的组织缺陷开始迅速增加并扩展，断丝的可能性也迅速上升。因此，钢丝的变形是有一定限度的。draad0inmm图4,钢丝的“加工硬化”拉拔过的钢丝在一段时间后，抗拉强度会有一定程度的增加，我们称之为“时效”（aging）。这是因为金属中部分小原子在一定温

6、度和吋间条件下迁移到位错运动产生的断层屮，修补了这些断层，从而提高Y钢丝强度。并且温度越高，时效所需时间越短。因此既使在多道次拉拔过程屮，时效也会不同程度的存在。在拉拔过程中，由于钢丝的不均匀变形而产生附加应力，在拉拔后产生残余成力。一般钢丝表面为拉应力，中心为压应力。残余应力对钢丝机械性能有显著影响，对成品的尺寸稳定性也有不良作用。+-图5，钢丝的残余应力1.2各种因素对拉拔力的影响-拉拔力与钢丝的抗拉强度拉拔力与钢丝的抗拉强度成线性关系，强度越高，所需拉拔力越大。-拉拔应力与变形程度拉拔应力与变形程度成正比关系。随着压缩率增大，拉拔应力增加-拉丝模的几何形状对拉拔力的影响。通过前面的应力分

7、析可知，当拉丝模入口角增大，钢丝与模壁接触面积减少摩擦力降低，但剪切力增加。通过试验发现，最佳入门角约为11°。1.:3.54.56.58.59.510.511.5图6，拉丝模入口角与拉拔力-拉拔速度对拉拔力的影响在低速（5m/min以下）拉拔吋，拉拔应力随拉拔述度的增加而冇所增加。当拉拔速度增加到6〜10m/min时，拉拔应力不降，继续埔加拉拔速度对拉拔应力影响不大。开动拉拔设备瞬间，由于产生冲