拉丝模的材料选择,主要是根据被加工材料的类别、线径大小、生产批量等因素和经济适用的原则来决定。拉丝模材料的选择及工作硬度要求见表4-35。
表4-35 拉丝模材料的选择及工作硬度要求
注:为防止金刚石和硬质合金制作的模块破裂,模块外面必须镶套。模套材料可选用45或50钢,也可选用T7A、T10A或T12A钢。如果拉丝模的工作应力很大,则应选用合金钢制作镶套,常用钢牌号:9SiCr、30CrMnSi、40Cr或4Cr5W2SiV、4Cr5MoSiV。
经过几十年的发展,目前已经出现很多新型拉丝模材料,如硬质合金、天然金刚石、聚晶金刚石等。新型材料的开发与应用,极大地扩大了拉丝模的应用范围,并提高了拉丝模的寿命。按照材料种类,可将拉丝模分为合金钢拉丝模、硬质合金拉丝模、天然金刚石拉丝模、聚晶金刚石拉丝模、CVD金刚石拉丝模和陶瓷拉丝模等。
(1)合金钢拉丝模 合金钢是早期的拉丝模制造材料。用来制造合金钢模具的材料主要是碳素工具钢和合金工具钢。但是由于合金钢模的硬度和耐磨性差、寿命短,已不能适应现代生产的需要,在生产加工中已很少使用。
(2)硬质合金拉丝模 硬质合金模与合金钢模相比具有以下特性:耐磨性高、抛光性好、黏着性小、摩擦因数小、能量消耗低、耐蚀性能好,这些特性使得硬质合金拉丝模有广泛的加工适应性,已成为当今应用最多的拉丝模具材料。硬质合金拉丝模的主要牌号有YG8、YG6、YG3,其次是YG15、YG6X、YG3X,新研制的一些牌号,如用于高速拉丝的新牌号YL,还有从国外引进的拉丝模材料牌号CS05(YLO.5)、CG20(YL20)、CG40(YL30)、ZK10、ZK20、ZK30等。
当前硬质合金拉丝模几乎全部代替了合金钢拉丝模,在加工各种钢材和有色金属时,使用硬质合金的约占95%以上。凡是制造孔径大于0.5mm的拉丝模,都是采用WC-Co类硬质合金制造。拉丝模用硬质合金牌号的选择见表4-36。(www.daowen.com)
表4-36 拉丝模用硬质合金牌号的选择
(3)天然金刚石拉丝模 天然金刚石是碳的同素异形体,用它制作的拉丝模具有硬度高、耐磨性好等特点。但天然金刚石的脆性较大,较难加工,一般用于制造直径1.2mm以下的拉丝模。此外,天然金刚石价格昂贵,货源紧缺,故不符合经济又实用的要求。
(4)聚晶金刚石拉丝模 聚晶金刚石是用质量优良的人造金刚石单晶体加上少量硅、钛等结合剂,在高温高压的条件下聚合而成的。聚晶金刚石的硬度很高,并有很好的耐磨性,避免了模孔磨损不均匀和模孔不圆的现象发生。与硬质合金相比,聚晶金刚石的抗拉强度仅为常用硬质合金的70%,但比硬质合金的硬度高250%。用聚晶金刚石制成的拉丝模耐磨性能好,内孔磨损均匀,抗冲击能力强,拉丝效率高,而且价格比天然金刚石便宜许多。
(5)CVD涂层拉丝模 CVD(化学气相沉积法)涂层拉丝模是新近发展起来的一项新技术,其主要方法就是在硬质合金拉丝模上沉积一层金刚石薄膜。金刚石薄膜既具有单晶金刚石的低的表面粗糙度值,以及耐热性,又具有聚晶金刚石的耐磨性和价格低廉等优点,在代替稀有的天然金刚石制备拉丝模方面已取得很好的效果。
(6)陶瓷材料拉丝模 高性能的陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性强、高温力学性能优良和不易与金属发生黏结等特点,可广泛应用于难加工材料的加工。用陶瓷拉丝模拉拔有色金属材料可以避免硬质合金拉丝模的缺陷,并可以延长拉丝模寿命,提高制件的表面质量。
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