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鍍銅焊絲拉拔是一個(gè)連鍍連拔過程,國內(nèi)大多數(shù)廠家拉拔鍍銅焊絲都采用硬質(zhì)合金模,近幾年許多廠家也開始使用聚晶金剛石模拉拔鍍銅焊絲。與硬質(zhì)合金相比,聚晶金剛石的抗拉強(qiáng)度僅為常用硬質(zhì)合金的70%,但硬度是硬質(zhì)合金的2.5倍 。這樣,使得聚晶金剛石模比硬質(zhì)合金模有更多的優(yōu)點(diǎn)。用聚晶金剛石制成的拉絲模耐磨性能好,內(nèi)孔磨損均勻,抗沖擊能力強(qiáng),拉絲效率高。因此目前聚晶金剛石模在鍍銅焊絲拉拔行業(yè)中開始逐漸被重視。
與硬質(zhì)合金模相比,使用聚晶金剛石模拉拔鍍銅焊絲具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):
1. 拉拔效率高。拉絲模在使用過程中必要的保養(yǎng)對(duì)拉絲模的使用壽命和線材的表面質(zhì)量都非常重要,通常建議客戶對(duì)聚晶金剛石拉絲模每24小時(shí)進(jìn)行一次保養(yǎng)。在24小時(shí)內(nèi)聚晶金剛石拉絲模的孔徑變化小,拉拔出的焊絲線徑變化率也很小。對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過程來說,每一只拉絲模的線徑壓縮率都比較穩(wěn)定,投入和產(chǎn)出的比值大。
2. 耐磨性好,壽命長。拉拔鍍銅焊絲,聚晶金剛石拉絲模壽命約為硬質(zhì)合金模的30~50倍,這樣在拉拔過程中就不需要經(jīng)常停機(jī)更換模具。聚晶拉絲模孔徑在單位時(shí)間內(nèi)變化很小,拉拔出的鍍銅焊絲尺寸變化小,這對(duì)卷筒繞絲非常有利。一般拉拔出的鍍銅焊絲纏繞圈數(shù)是固定的,若焊絲成品尺寸很快變大,纏繞圈數(shù)相對(duì)迅速減少,這就需要不斷改變卷筒尺寸,不利于生產(chǎn)效率的提高。
3. 節(jié)約原材料。眾所周知,停止拉拔過程中電鍍過程并沒有停止,這就導(dǎo)致正在電鍍的焊絲表面鍍銅層厚度超標(biāo),重新開始拉拔時(shí)需將厚度超標(biāo)的焊絲剪掉,造成極大的浪費(fèi),停機(jī)次數(shù)越多浪費(fèi)越大。采用聚晶金剛石模則可以大大減少這種浪費(fèi)。
4. 減少勞動(dòng)強(qiáng)度。由于聚晶金剛石拉絲模壽命長,擴(kuò)號(hào)慢,不需要經(jīng)常更換模具,也不像用硬質(zhì)合金拉絲模必須要時(shí)刻注意焊絲尺寸的變化,大大減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,一個(gè)工人在生產(chǎn)過程中能兼顧4~5臺(tái)拉絲機(jī)。
拉絲模成本占拉絲費(fèi)用的50%以上,因此如何降低成本,提高其使用壽命是金屬線材廠家尤為關(guān)注的問題。在拉制各種材料時(shí),聚晶金剛石模比硬質(zhì)合金模壽命要高得多。
聚晶金剛石拉絲模耐磨性比硬質(zhì)合金拉絲模好得多,擴(kuò)號(hào)慢,可以很好的保證焊絲的尺寸精度。且使用壽命長,性價(jià)比高。
用于拉拔鍍銅焊絲的聚晶金剛石拉絲模對(duì)鑲套質(zhì)量要求很高,粉末燒結(jié)體結(jié)晶顆粒大小必須合適,燒結(jié)體不僅要求一定的硬度,還要求一定的孔隙率(一般不大于0.1%)。拉絲模的孔型制作準(zhǔn)確。與拉軟絲模具孔型不同,拉拔鍍銅焊絲的聚晶金剛石模具一般采用“直線型”,按工作性質(zhì)可分為“入口區(qū)、壓縮區(qū)、定徑區(qū)和出口區(qū)”
1. 入口區(qū)不僅用于導(dǎo)入線材,而且使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入壓縮區(qū)前就受到一定壓力,建立潤滑膜,從而起到更好的潤滑效果。
2. 壓縮區(qū)錐角約為10°,長度比傳統(tǒng)的拉絲模長,約為坯料厚度的1/3~1/2,鋼絲進(jìn)入??變?nèi)的位置為壓縮錐的1/3~1/2,在拉拔中借助壓縮錐上部能有效的利用“楔角效應(yīng)”建立適宜鍍銅焊絲高速拉拔的致密的潤滑膜。
3. 定徑帶平直且長度合理。定徑帶長度系數(shù)L/D(L為定徑帶長度,D為拉絲??讖剑└鶕?jù)拉拔工藝的不同而有所不同,大致在0.6 D~1.0 D之間。合理長度的定徑帶既能保證線材的尺寸精度,又能保證拉絲模的使用壽命,減小磨損。
4. 出口區(qū)錐角約為40°,一定長度的出口錐可以有效保護(hù)焊絲表面。
從拉絲??仔蛠砜?,各區(qū)縱剖輪廓線均為規(guī)范的平直線,尤其在壓縮區(qū)與定徑區(qū)的交接處無過渡角和“倒梭現(xiàn)象”。其中對(duì)壓縮區(qū)角度的準(zhǔn)確性和一致性要求嚴(yán)格,也是最難達(dá)到的。就目前國內(nèi)情況而言,北京迪蒙特佳公司(原北京市電加工研究所)最新研制的半自動(dòng)超聲波制模設(shè)備可實(shí)現(xiàn)模具的精確制作,并可保證孔型的一致性。國外如Ballofeet 、Esteves等廠家也推出功能相同的設(shè)備,但價(jià)格昂貴,對(duì)大多數(shù)制模廠家來說難以接受。
半自動(dòng)超聲波整形機(jī)主要用于制造和修整天然金剛石和聚晶金剛石(PCD)拉絲模。在我國,傳統(tǒng)的拉絲模具生產(chǎn)過程中,超聲波拋光機(jī)的研磨拋光和磨針、焊針是分開的。為了保證被加工拉絲模具的形狀和光潔度,在加工中需不斷的將焊好的工具針及針桿從設(shè)備上拆下,手工用砂輪機(jī)修磨已磨損的針,每次磨完針都要對(duì)針進(jìn)行檢測校準(zhǔn),對(duì)操作人員的要求很高。超聲波加工拉絲模是仿形加工,由于存在焊針可能不直、每次磨針角度可能不一致、針可能磨不平等種種情況,針的角度和形狀保證不了,致使拉絲模具的質(zhì)量很難保證,影響了線材行業(yè)的發(fā)展;拆針、磨針、校對(duì)、再磨針、裝針占去了加工的主要時(shí)間,效率低,影響了制模行業(yè)的發(fā)展。針與針桿用手工焊接,復(fù)雜費(fèi)時(shí),不易掌握,同軸度不能保證,影響加工質(zhì)量及效率。
該公司曾做過一次試驗(yàn),讓一名有經(jīng)驗(yàn)的操作人員用同一臺(tái)超聲波拋光機(jī)(不帶磨針部分)連續(xù)加工五個(gè)金剛石拉絲模,然后在拉絲機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這五個(gè)拉絲模的拉絲效果相差很大。一般廠家對(duì)拉絲模的要求是一批產(chǎn)品可以連續(xù)拉絲平均應(yīng)達(dá)到10噸左右,但是這一批拉絲模最多的可以拉出22噸金屬絲,而最少的僅有7噸。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出拉絲模質(zhì)量參差不齊,相差過大。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,該公司作了詳細(xì)的分析,通過對(duì)這五個(gè)拉絲模進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn):這五個(gè)模具雖然是同一人加工的,但是其壓縮區(qū)角度相差懸殊,最小為10.5°,違禁詞為17°,而其標(biāo)準(zhǔn)角度應(yīng)為10°~12°,完全無法達(dá)到要求。我們經(jīng)過分析,找出以下幾點(diǎn)原因:
1、手工磨針不能保證每次磨出的針的形狀和角度都相同。
2、即使嚴(yán)格控制針的形狀和角度,但是采用焊針的連接方式,容易使針變形,而且每次裝卸針桿,都無法保證超聲工具的位置的一致性。因此采用在線磨針將是解決問題的必然途徑。另外改焊針方式為鑲嵌式裝針可以解決裝針的麻煩。半自動(dòng)超聲波整形機(jī)成功的解決了上述問題。
采用半自動(dòng)超聲波整形機(jī),加上工藝上的保證,拉絲模制作質(zhì)量和使用壽命均大大提高。從整體來看,聚晶金剛石拉絲模在鍍銅焊絲拉拔上的平均使用壽命約為1200小時(shí),最長使用時(shí)間達(dá)2600小時(shí),且還可以繼續(xù)使用。
拉絲模的使用壽命取決于穩(wěn)定速率的磨損階段,直線型磨損可以延長穩(wěn)定速率磨損階段。嚴(yán)格控制孔型的尺寸和角度,可以大大提高拉絲模的壽命。