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    详说拉丝原理

    在拉丝领域,人们普遍使用滑动式水箱拉丝机,也就是卷筒与钢丝线速度存在差距,这样钢丝才能在与卷筒的接触面打滑,从而发生滑动摩擦力,这个力气带动钢丝在每个模具前后实现拉拔。
      
      首先是拉丝生产的功率问题,参照钢丝生产功率的核算,z.ui要害的是机器的利用率,出线的大小,以及z.ui快收线速度。如果按每小时多少公斤来核算生产功率,那么生产功率=收线速度*铜包钢截面积*铜包钢密度*机器利用率。机器利用率是指24小时内机器实际全速运行的时间,如果通过统计,在假设100%利用率的前提下得出利用率误差的z.ui大和z.ui小值,或许做分类统计,那么我们可以得到平均误差,从而确定拉丝生产的功率评估。
      
      其次是拉丝的机理问题,参照有关复合线材的滑动拉拔进程,我们知道金属塑性变形一般是通过位错在滑移面上的运动来实现的,多晶体变形时还要通过各晶粒的协调来进行。因为晶界的复杂性和不均匀性、原始晶体颗粒的不均匀性等原因,塑性变形在金属内部也不会J.D均匀,这种变形的不均匀性会对铜包钢线的后续变形发生影响。
      
      在冷变形时,金属会发生应变强化效应,因为铜层的应变硬化指数比钢芯的大,因此在拉拔进程中,铜层的应变强化比较明显(俗话说变硬变得快),即继续变形所需添加的应力更高,因此在铜包钢的拉拔进程中,铜层才不至于在较大的应力作用下遭到破坏,同时因为应变强化的存在,随变形量的加大,变形也会逐渐趋于均匀。韩国科技工作者通过研究发现,工作区角度,总变形量都会导致铜层份额的不同变化,这与应变强化是有直接关系的,在我公司常规生产中,通过剖析统计发现,铜层变化简直可以疏忽。
      
      再次是模具的工作问题,学习模具供应商样本提供的切面图可以知道,模具内部结构主要分六个区域,入口区,润滑区,压缩区,定径区,安全角,出口区,z.ui要害的是压缩区的屈服挤压的应力以及定径区的摩擦力。通过模具时的拉拔应力与铜包钢本身的屈服应力,压缩比,工作区角度,材料摩擦系数以及后拉应力决定。而铜包钢本身的屈服应力同样是根据加法原理,由铜的屈服应力、钢的屈服应力按贡献份额累加得到。
      
      z.ui后是通过设备上的塔轮工作,完成拉拔。前面已经讲到,滑动拉丝的根本是依靠滑动摩擦,也就是说铜包钢在塔轮上的运动速度要小于塔轮的滚动线速度,这样在进线端始终是松懈状况(后拉力为0),反之进线端甭紧则会加大反拉力,从而加大前拉力,容易导致断线。具体核算进程参加宣天鹏有关滑动拉丝基本条件的论文,z.ui终得到的结果是:通过拉丝模线材的延伸系数应大于相邻塔轮的梯度,表示为μ/ε>1,这样线材在拉拔进程时而紧绕在塔轮上同步前进,时而松开打滑,当然这就会对塔轮表面发生磨损,添加功率损耗。
      
      塔轮滚动的线速度与线材在拉拔时候的速度的比值,我们称为滑动系数;塔轮滚动的线速度与线材在拉拔时候的速度的差为J.D滑动量;J.D滑动量与塔轮滚动的线速度的比值,我们称为滑动率;累积的滑动系数是各道次滑动系数的连乘,累积滑动率为1-1/累积滑动系数。
      
      资料显示,滑动系数一般在1.02-1.10之间,铜包钢与模具有着良好的润滑作用,与塔轮的相对磨损也小,所以有学者建议滑动系数取在1.01-1.04之内。我们倾向于1.02。
      
      实际拉拔的进程,因为每道次都预设了滑动,那么离制品模越远的道次,塔轮与铜包钢线之间的滑动就越大,塔轮表面磨损也就越严重,这种滑动的不均匀性会缩短塔轮的使用寿命,因此要考虑一个累积滑动效应,它是从制品模开始向进线方向以连乘方式传播和累积,道次越前,打滑越大,磨损越严重,同时道次越前,线径越粗,拉拔负荷越大,功率损耗也越大,线材与塔轮之间损伤也越严重,导致塔轮磨出沟槽,或许在拉拔时线材抛起带动模具晃动,线材受力不均匀,出现竹节状或断开。
      
      配模一般采用等滑动率法,距离出口处1/3处保持1.04-1.05滑动率,从距离出口处1/3处向进口处,依次逐渐降低滑动率,z.ui后降到1.01,箭头图表示为:
      
      1.01—1.01—1.01—1.02—1.03—1.04—1.04—1.04—1.05
      
      在配模时,与伸长相对应的有一个减面率的概念,也就是面积减少的份额。比如从1.1拉到1.02,面积份额是1.1*1.1:1.02*1.02=1.163,进线是1.1,出线是1.02,但是时间流量是一致的,面积的变化的同时是长度的变化,进线面积是出线面积的1.163倍,那么出线的长度就是进线长度的1.163倍,16.3%就是伸长率,而减面率是14.02%,准确的配法是伸长率,有时候也参阅减面率来配,因为减面率以进线为比较基础,伸长率以出线为比较基础,所以减面率必然比伸长率大,打滑系数就更大。各道次伸长的分布规律一般是y.i道低一些,这是因为线坯的接头强度较低,线材曲折不直,表面粗糙,粗细不匀等,所以预留安全系数要大一些。第二、三道可以取高一些,因为通过y.i道拉拔后,各种影响安全系数的因素大大下降,同时金属的变形硬化程度也很小,这时可以充分利用金属的塑性,而在以后的各道次中,伸长可以逐道递减,这是因为变形硬化程度添加,线径减小,金属塑性下降,其内部缺陷和外界条件对安全系数的影响也逐渐添加。
      
      我们的普通拉丝机的塔轮梯度(又称塔极比)大约是10-12%之间,加上滑动率,一般将配比定为13-15%之间,根据相邻模具的出线口径大小,我们可以直接算出减面率或许伸长率,或许反过来,已知道某道模具的大小,已知需要的伸长率,可以推算上一道次模具的大小。值得一提的是,在拉拔软线时,一定要注册出线模的部分压缩不能太大,否则定速轮张力过大会将软线拉伤,导致线径缩小,延伸下降。

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