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	优质拉丝模具的质量不容忽视：延长模具使用寿命的关键之道

优质模具的质量不容忽视：延长拉丝模使用寿命的关键之道

拉丝模具的质量对其使用寿命有重要影响，与模芯材料、孔型设计和加工工艺相关。改善模芯材质、设计合理的孔型结构和改进加工技术，都有助于提高模具的使用寿命和线材质量。

1. 模芯材料
目前，国内生产铜线所使用的拉丝模具主要采用硬质合金、天然金刚石和人造聚晶金刚石作为模芯材料。
硬质合金是由碳化钨和金属钴的高硬度粉末烧结体组成。它具有高硬度、良好的耐磨性和较强的抗冲击性，价格低廉，是一种优质的拉丝模具制作材料，在粗、中线材的拉拔中广泛应用。目前，国外采用热等静压（HIP）处理、超细晶工艺来减少孔隙度、提高合金硬度，并采用稀有金属和表面涂层工艺来增强合金表面强度。研究表明，通过改善硬质合金的成分和组织结构，控制碳含量的波动，细化碳化物颗粒，可以改善材料性能，延长使用寿命。
天然金刚石具有高硬度和良好的耐磨性，拉制的线材表面光洁度很高。然而，由于天然金刚石在结构上存在各向异性，导致其硬度也呈现各向异性，使模具磨损不均匀，制品不圆整。此外，天然金刚石价格昂贵且稀缺，通常用于对表面质量要求较高的细线拉丝模具或成品拉丝模具。
人造聚晶金刚石是一种无定向多晶体材料。它具有高硬度、良好的耐磨性和强大的抗冲击能力。由于其硬度没有各向异性，磨损均匀，模具使用寿命长，适用于高速拉拔。然而，国内生产的聚晶模坯存在晶粒粗大、抛光性能差等质量问题，目前国内厂家多将其用作过渡模，而不用作成品模。但随着聚晶模内在质量和加工水平的提高，有望替代昂贵的天然金刚石成为成品模的选择。

2. 拉丝模的孔型设计是提高模具使用寿命的重要途径。在相同材质条件下，不同孔型设计的模具使用寿命有很大差异。一般将拉丝模孔型分为曲线型（R型系列）和直线型（锥型系列）。
从线材在拉丝模具内变形均匀的角度来看，曲线型似乎优于直线型。因此，过去我国普遍采用前苏联上世纪50年代使用的R型系列来制定拉丝模的制作规范。该孔型是在当时“圆滑过渡”理论的指导下设计而成的。孔型结构按工作性质可分为“入口区、润滑区、工作区、定径区、出口区”五个部分，各部交界处要求倒棱，以实现圆滑过渡，并将整个孔型研磨成一个大弧面，具有不同曲率。在当时的拉拔速度条件下，这种孔型的模具仍然适用。然而，到上世纪70年代末至80年代初，随着拉线速度的提高，拉丝模具的使用寿命成为一个突出问题。为了满足高速拉线的需求，美国的T.Maxwall和E.G.Kennth提出了“直线型”理论，该理论特别考虑了拉拔过程中的润滑作用和磨损因素，并改进了直线型拉丝模孔型的设计。
根据直线型拉丝模孔型的设计理论，该孔型应具备以下特点：
（1）孔型各部分的纵剖面线必须是平直的，因为平直的工作锥面可以降低拉拔力。
（2）模具各部分的交接处必须明显，以便各部分能够充分发挥各自的作用，避免过渡角对定径区实际长度的减小。
（3）延长入口区和工作区的高度，使线材进入模孔工作锥的中间段，并利用入口锥角和工作锥角上半部分形成的楔形区来建立“楔形效应”。这样可以在线材表面形成更加致密和牢固的润滑膜，从而减少磨损，适用于高速拉拔。
（4）定径区必须是平直且长度合理。如果定径区过长，会增加拉线的摩擦力，拉出模孔后容易引起缩径或断线；如果定径区过短，将难以获得形状稳定、尺寸精确和表面质量良好的线材，同时模孔还会很快磨损超差。
通过采用直线型理论设计的拉丝模具，在实践应用中，其使用寿命比R型拉丝模具提高了3～5倍以上。

3.模具加工制作水平对模具质量的影响主要体现在两个方面。一方面是拉丝模具的孔型尺寸，另一方面是模孔内表面的光洁度。国外普遍采用高速机械研磨机和表面镀以金刚石的金属磨针进行研磨工艺，该设备运行平稳，磨针的规格和使用规范化，从而实现了产品的高精度。他们利用轮廓记录仪和孔径测量仪检测模具的孔型尺寸，并使用专用的显微镜来检查模孔表面的光洁度。然而，在国内，许多厂家仍在采用落后的设备，并通过手工操作来研磨孔型。这样就存在以下问题：孔型参数波动较大，难以实现工作锥的平直；定径区与工作区的交接处易研磨出过渡角，导致线材在定径区内产生二次压缩，增加了外摩擦力，缩短了定径区的长度，进而缩短了模具的使用寿命。此外，由于磨损的磨针修复频率因人而异，并且使用方法不规范，造成了孔型的一致性差。而在检测方面，国内仅限于目测或使用放大镜、显微镜等简单工具进行检测，注重的是模具内表面的光洁度，对于孔型尺寸的有效检测和控制则无能为力。