電線電纜拉絲工藝詳解!

 銅材料在外界溫度下總是有一個(gè)殘留的氧化膜，而這一氧化膜是當(dāng)銅線進(jìn)入熱桿軋制階段時(shí)，在高溫的、連續(xù)鑄造的銅桿上形成的。氧化膜具有一定的危害，因?yàn)樗鼈儠?huì)在拉絲過(guò)程中導(dǎo)致很多缺陷，如:使拉絲膜過(guò)度磨損、可焊性變差、搪瓷膜和裸導(dǎo)體之間的附著力變?nèi)醯取?/span>

拉線模是生產(chǎn)線材的重要工具，是實(shí)現(xiàn)正常的連續(xù)拉伸，保證拉伸制品質(zhì)量的關(guān)鍵。要使拉線獲得高質(zhì)量的拉伸制品，不僅取決于原材料以及拉線模本身的材質(zhì)，還取決于模子的孔型設(shè)計(jì)和使用時(shí)的其它配合條件。目前，隨著高速拉絲機(jī)的廣泛應(yīng)用，拉線模的使用在拉絲過(guò)程中具有相當(dāng)重要的作用。

在實(shí)際的銅拉絲生產(chǎn)過(guò)程中，使用的拉絲潤(rùn)滑劑有多種，它們的性能相差很大，嚴(yán)重影響線材的質(zhì)量，因此為了提高線材質(zhì)量，節(jié)約成本，合理選擇和正確使用拉絲潤(rùn)滑劑顯得格外重要。為達(dá)到以上目的，就要求潤(rùn)滑劑油基穩(wěn)定，乳化性好，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性、冷卻性和清洗性，易于把銅粉末過(guò)濾與沉淀，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中始終保持最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)，以便形成一層能承受高壓力而不被破壞的薄膜，降低工作區(qū)的摩擦力，提高拉絲質(zhì)量。各種不同的潤(rùn)滑劑具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，其使用時(shí)間要根據(jù)不同的特點(diǎn)來(lái)決定。銅單線的退火是電線電纜生產(chǎn)過(guò)程中的重要工序之一，導(dǎo)線電性能、機(jī)械性能及表面質(zhì)量的好壞很大程度上取決于退火的工藝及生產(chǎn)方式。金屬塑性變形的重要特點(diǎn)之一是加工硬化。隨著變形程度的增加，變形浪里的所有指標(biāo)，如屈服極限，強(qiáng)度極限和硬度都增大，而塑性指標(biāo)如延伸率，斷面縮減率都減少，同時(shí)還會(huì)增大電阻，導(dǎo)熱性下降。這會(huì)對(duì)拉絲產(chǎn)生不良的影響。拉線是利用材料的塑性來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種機(jī)械操作。用于這種目的的機(jī)械可能是直接的或積累的，這種機(jī)械叫做拉絲機(jī)或者拉絲臺(tái)，它包括一系列的固定的拉線模，在每個(gè)拉線模之間安置導(dǎo)輪以使導(dǎo)線保持一定的張力，拉絲機(jī)把導(dǎo)線拉過(guò)拉線模，最終的拉絲操作是由一個(gè)拉線模后面所施加的力來(lái)完成的，之后把拉過(guò)的線材收到線盤(pán)上。

一、 線材拉伸的基本原理

1．線材的拉伸

線材的拉伸是指線坯在一定的拉力作用下，通過(guò)模孔發(fā)生塑性變形，使截面減小、長(zhǎng)度增加的一種壓力加工方法。

2．拉伸的特點(diǎn)

（1） 拉伸的線材有較精確的尺寸，表面光潔，斷面形狀可以多樣。

（2） 能拉伸大長(zhǎng)度和各種直徑的線材。

（3） 以冷加工為主，拉伸工藝、模具、設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。

（4） 拉伸能耗較大，變形受一定的限制。

3．拉伸的原理

拉伸屬于壓力加工范圍，拉伸過(guò)程中除了產(chǎn)生極少的粉屑外，體積變化甚微，因此拉伸前、后金屬的體積基本相等。

4．影響拉伸的因素

（1） 銅、鋁桿（線）材料。在其他條件相同時(shí)，拉銅線比拉鋁線的拉伸力大，拉鋁線容易斷，所以拉鋁線時(shí)應(yīng)取較大的安全系數(shù)。

（2） 材料的抗拉強(qiáng)度。材料的抗拉強(qiáng)度因素很多，如材料的化學(xué)成分，壓延工藝等，抗拉強(qiáng)度高則拉伸力大。

（3） 變形程度。變形程度越大，在?？鬃冃味伍L(zhǎng)度越長(zhǎng)，因而增加了模孔對(duì)線的正壓力，摩擦力也隨之增加，拉伸力也增加。

（4） 線材與模孔間的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)越大，拉伸力越大。摩擦系數(shù)由線材和模具材料光潔度、潤(rùn)滑液的成分和數(shù)量決定。

（5） 線模?？坠ぷ鲄^(qū)和定徑區(qū)的尺寸和形狀。定徑區(qū)越大，拉伸力也越大。

（6） 線模的位置。線模安放不正或模座歪斜也會(huì)增加拉伸力。也是線徑及表面質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

（7） 外來(lái)因素。線材不直，拉線過(guò)程中線的抖動(dòng)，放線阻力，都會(huì)增加拉伸力。

 

二、 拉絲設(shè)備

1．拉絲機(jī)的分類

按模具數(shù)量分：?jiǎn)文＠z機(jī)和多模拉絲機(jī)。

按工作特性分：滑動(dòng)式拉絲機(jī)和非滑動(dòng)式拉絲機(jī)。

按鼓輪形狀分：塔形鼓輪拉絲機(jī)、錐形鼓輪拉絲機(jī)及圓柱形鼓輪拉絲機(jī)。

按潤(rùn)滑型式分：噴射式拉絲機(jī)和浸入式拉絲機(jī)。

按拉制線徑分：巨、大、中、小、細(xì)、微拉絲機(jī)。

 

2．多模拉絲機(jī)的特點(diǎn)

多模拉絲機(jī)是線材通過(guò)幾個(gè)規(guī)格逐漸減小尺寸的模子和其后的拉線鼓輪，而實(shí)現(xiàn)拉伸的拉絲機(jī)。

（1） 滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)

滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)是拉絲鼓輪圓周速度大于線材拉伸速度，并以次而產(chǎn)生摩擦力。

它的優(yōu)點(diǎn)是總的延伸系數(shù)高，加工率大，拉伸速度高，產(chǎn)量大，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化。

它的缺點(diǎn)是在拉線過(guò)程中，為了克服線材所產(chǎn)生的摩擦力，要消耗很多的功；對(duì)鼓輪表面的磨損很大；對(duì)配模的要求嚴(yán)格。

A．圓柱形鼓輪拉絲機(jī)

這種拉絲機(jī)的特點(diǎn)是各個(gè)拉絲機(jī)鼓輪的直徑相等，且呈直線排列，主要拖動(dòng)形式為一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)各級(jí)鼓輪，它的優(yōu)點(diǎn)是穿模方便，停車后可以測(cè)量各道次的線材直徑，以便控制拉伸的過(guò)程。它的缺點(diǎn)是機(jī)身較長(zhǎng)，而且模子的數(shù)量一般不多于9個(gè)。

B． 臥式塔形鼓輪拉絲機(jī)

這種拉絲機(jī)應(yīng)用最為廣泛，塔形鼓輪結(jié)構(gòu)，按其塔級(jí)多少，可分二級(jí)拉絲鼓輪和多級(jí)拉絲鼓輪。它的優(yōu)點(diǎn)是拉絲道次多，設(shè)備緊湊，占地面積小。

（2） 無(wú)滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)

非滑動(dòng)式拉絲機(jī)是線材與鼓輪之間沒(méi)有相對(duì)的滑動(dòng)，線材拉伸后纏繞在拉絲鼓輪上，因此中間的鼓輪有雙重的作用，即起著拉伸鼓輪的作用，又起著儲(chǔ)線為下道模子拉絲的放線作用。比較多的是8、10模拉絲機(jī)。

它的優(yōu)點(diǎn)是：鼓輪和線材表面不易磨損；適于抗張力不大，耐磨性差的鋁（鋁合金）線的拉制；機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造；由于中間鼓輪上有儲(chǔ)存，當(dāng)某個(gè)鼓輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其它鼓輪仍可在短時(shí)間內(nèi)照常工作。

它的缺點(diǎn)是：不能高速拉伸，一般不超過(guò)12m/s；不適宜細(xì)線的拉伸。

三、 拉絲的潤(rùn)滑

1．潤(rùn)滑劑的作用

（1） 潤(rùn)滑作用。在變形的金屬和?？罩g，保持一層潤(rùn)滑膜，避免模具和線材直接接觸和粘結(jié)，降低摩擦系數(shù)，從而減少能量消耗和加工道次，延長(zhǎng)模具的使用壽命。

（2） 冷卻作用。使用冷卻的潤(rùn)滑液，可以降低線材和?？椎臏囟龋乐咕€材溫度過(guò)高而發(fā)生氧化變色，提高線速。

（3） 清洗作用。在拉制過(guò)程中，不斷產(chǎn)生微細(xì)的金屬粉塵，潤(rùn)滑液不斷沖洗模孔，消除金屬粉塵在模孔的作用。

2．潤(rùn)滑劑對(duì)拉絲的影響因素

（1） 濃度。潤(rùn)滑劑的濃度大，提高了它的潤(rùn)滑作用，金屬線材與模孔壁的摩擦系數(shù)小，相應(yīng)的摩擦力也減小，拉伸力隨之下降。但是，濃度太大，潤(rùn)滑劑的粘度也隨之上升，它的沖洗作用也減小，?？椎慕饘傩疾灰讕ё撸斐删€材表面質(zhì)量差。濃度太大，金屬屑不會(huì)沉淀，懸浮在潤(rùn)滑劑中，反而影響潤(rùn)滑效果。

（2） 溫度。潤(rùn)滑液的溫度過(guò)高，失去了它的冷卻作用，使金屬線材及模具的溫度升高，線材氧化變色、模具壽命減低，也影響油脂潤(rùn)滑膜的強(qiáng)度，潤(rùn)滑效果下降。溫度過(guò)高，潤(rùn)滑劑粘度上升，不利于拉伸。

（3） 清潔度。潤(rùn)滑劑中混入酸類物質(zhì)，會(huì)造成潤(rùn)滑劑分層，失去潤(rùn)滑效果。潤(rùn)滑劑中含堿量增加，對(duì)拉伸后的金屬線材產(chǎn)生腐蝕的危害。潤(rùn)滑劑中有固體雜質(zhì)，影響設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)，造成潤(rùn)滑液供應(yīng)不足，減小了潤(rùn)滑劑起到的作用。

3．對(duì)潤(rùn)滑劑的基本要求

（1） 粘附性好，潤(rùn)滑劑能有效地粘附在拉制線材的表面上。

（2） 能承受線材與模具之間的高壓，熱穩(wěn)定性好。

（3） 沒(méi)有腐蝕作用。

（4） 冷卻效果好。

（5） 沒(méi)有刺激的氣味。

（6） 拉制后易于除去。

4．拉絲潤(rùn)滑方式

（1） 單個(gè)模槽分散潤(rùn)滑

主要用于一次拉絲機(jī)或無(wú)滑動(dòng)的積儲(chǔ)式多模拉絲機(jī)，它對(duì)潤(rùn)滑劑的形態(tài)無(wú)限制。通過(guò)模槽內(nèi)的循環(huán)水起到冷卻的作用。由于模槽是敞開(kāi)式的，可以直接觀察潤(rùn)滑劑情況，便于調(diào)整。但是容易弄臟設(shè)備和場(chǎng)地。

（2） 浸入式潤(rùn)滑

采用乳液壯和液體油狀的潤(rùn)滑劑，適用于滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)。潤(rùn)滑劑盛裝在拉絲機(jī)的專用槽內(nèi)，鼓輪、線段、模具都浸入在潤(rùn)滑劑中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能保證模具、鼓輪、線材的連續(xù)潤(rùn)滑和冷卻。

它的缺點(diǎn)是：拉絲過(guò)程中產(chǎn)生的金屬屑沒(méi)有沉淀的可能，不斷被帶進(jìn)?？缀凸妮喩希绊懩＞吆凸妮喌膲勖?，也影響線材表面的質(zhì)量。潤(rùn)滑掖槽需要有冷卻裝置，防止?jié)櫥簻囟冗^(guò)高。

（3） 循環(huán)式潤(rùn)滑系統(tǒng)

在滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)上，保證潤(rùn)滑液有固定的成分和一定的溫度，可以單機(jī)使用，也可以數(shù)臺(tái)拉絲機(jī)集中使用。它的優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑液里的金屬屑可以得到充分的沉淀，定期的清理，能保證潤(rùn)滑液的清潔度。它的缺點(diǎn)是要不定期對(duì)潤(rùn)滑液進(jìn)行分析，適時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑。

四、 拉絲模具

1．模具的種類和應(yīng)用

（1） 硬質(zhì)合金模， 它的優(yōu)點(diǎn)是：耐磨性好；粘附性?。粧伖庑院?；摩擦系數(shù)小；抗腐蝕性高。

（2） 鉆石模，由于天然鉆石模價(jià)格昂貴，非常脆弱，主要用于細(xì)微線的拉制。

（3） 聚晶模（人造鉆石），與天然鉆石一樣的高硬度和高耐磨性，主要用于小拉絲機(jī)的中間模。

 

（4） 鋼模，修制容易，價(jià)格低廉，但硬度和耐磨性比較差，壽命低，主要用于生產(chǎn)量小，拉大截面的型線。

2．模具的結(jié)構(gòu)尺寸

拉絲模具的?？?，有四個(gè)部分組成：

（1） 入口潤(rùn)滑區(qū)：帶有圓弧，便于線材進(jìn)入工作區(qū)。

（2） 工作區(qū)：金屬拉伸時(shí)產(chǎn)生塑性變形，線材截面壓縮減小。

（3） 定徑區(qū)：保證線材尺寸與形狀精確和均一，延長(zhǎng)模具的使用壽命。

（4） 出口區(qū)：出線端，防止停車時(shí)出現(xiàn)竹節(jié)刮傷和定徑區(qū)出口處的崩裂。

3．拉絲對(duì)模具的要求

（1） 模孔的各個(gè)區(qū)域應(yīng)該光滑，不得有裂紋和凹坑的存在。

（2） ?？椎闹行木€要垂直于模具的端面。 

（3） 工作區(qū)、定徑區(qū)在修磨后必須要拋光。

 

五、 拉絲過(guò)程中異常原因分析與處理

 

1．?dāng)嗑€

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	接頭不牢	調(diào)節(jié)對(duì)焊機(jī)的電流、通電時(shí)間、壓力，提高焊接質(zhì)量
2	線材有雜質(zhì)	加強(qiáng)原材料的驗(yàn)收
3	配模不合理	對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整，消除變形過(guò)程度大和過(guò)小的現(xiàn)象
4	?？仔螤畈徽_或不光滑	嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)修模，定徑區(qū)不可過(guò)長(zhǎng)，保證?？椎墓鉂嵍?/span>
5	反拉力過(guò)大	調(diào)整鼓輪上繞線的圈數(shù)
6	鼓輪上壓線	調(diào)整鼓輪上繞線的圈數(shù)，修正磨損的鼓輪
7	潤(rùn)滑不良	檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)，測(cè)定潤(rùn)滑劑的成分和溫度
8	鋁桿潮濕	防止鋁桿受潮，潮濕的鋁桿暫時(shí)不使用

 

2．尺寸形狀不正確

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	模孔磨損	經(jīng)常測(cè)量線徑，發(fā)現(xiàn)超公差時(shí)更換模具
2	線材拉細(xì)	調(diào)整配模，改善潤(rùn)滑效果
3	用錯(cuò)模具	穿線后要測(cè)量線徑
4	線材劃傷	檢驗(yàn)?zāi)？椎馁|(zhì)量和潤(rùn)滑
5	模具歪斜	上模時(shí)注意擺正，檢修模座

 

3．擦傷、碰傷、刮傷

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	錐形鼓輪上有跳線現(xiàn)象	將鼓輪表面修光，角度檢修正確
2	鼓輪上有溝槽	拆下鼓輪修復(fù)磨光
3	設(shè)備上有傷線的地方	鼓輪接口不平，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活
4	線盤(pán)互相碰撞	線盤(pán)要“T”字?jǐn)[放，運(yùn)輸時(shí)要彼此隔開(kāi)
5	地面不平整	整修地面，鋪設(shè)鋼板
6	收線過(guò)滿	堅(jiān)守崗位，集中精力，按規(guī)定下盤(pán)

 

4．起皮、麻坑、三角口、毛刺

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	線材有飛邊、夾雜、縮孔	加強(qiáng)檢驗(yàn)，不合格的不投產(chǎn)
2	?？撞还饣?、變形等	嚴(yán)格檢查，不合格的模具不上機(jī)
3	潤(rùn)滑不良	提高潤(rùn)滑效果
4	鼓輪不光滑，滑動(dòng)率過(guò)大	磨光鼓輪表面，調(diào)整配模

 

5．波紋、蛇形

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	配模不當(dāng)	調(diào)整配模，在成品模的變形程度不可過(guò)小
2	拉絲機(jī)嚴(yán)重震動(dòng)	檢修、加固設(shè)備，消除震動(dòng)
3	線材抖動(dòng)厲害	調(diào)節(jié)張力，收線速度要保持穩(wěn)定
4	?？仔螤畈缓线m	定徑區(qū)長(zhǎng)度要合適，不可過(guò)短，甚至沒(méi)有
5	潤(rùn)滑供應(yīng)不均勻，不清潔	保證潤(rùn)滑劑供應(yīng)均勻，將潤(rùn)滑劑過(guò)濾使用

 

6．線材上有連續(xù)的劃痕

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	線材刮傷	檢查與線材接觸的各部位，如導(dǎo)輪、排線杠
2	潤(rùn)滑液溫度過(guò)高	加強(qiáng)冷卻，必要時(shí)采用強(qiáng)制冷卻手段
3	潤(rùn)滑劑含堿量高、不清潔	定期化驗(yàn)，保持潤(rùn)滑劑的成分，保證其清潔
4	?？撞还饣?，有缺陷	加強(qiáng)模具的修理與管理，不合格模具不上機(jī)
5	?？诐?rùn)滑區(qū)被阻塞	對(duì)潤(rùn)滑液要過(guò)濾，消除潤(rùn)滑液中的金屬屑和各種雜質(zhì)。

 

7．氧化、水漬、油污

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	潤(rùn)滑不足，潤(rùn)滑液溫度過(guò)高	保證潤(rùn)滑液的足夠供給，加強(qiáng)潤(rùn)滑液的冷卻
2	潤(rùn)滑液飛濺	阻塞飛濺部位，成品線出口處采用毛氈擦線
3	存放場(chǎng)地不清潔，油污的手套弄臟了線材	堅(jiān)持5S管理，保證工作場(chǎng)地的清潔

 

8．收排線滿、偏、亂、緊、松

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	排線調(diào)整不當(dāng)	按收線盤(pán)規(guī)格調(diào)整排線寬度和排線位置
2	收線張力不當(dāng)	調(diào)整收線張力和收線速度
3	排線機(jī)構(gòu)有故障	細(xì)心觀察，及時(shí)排除
4	收線盤(pán)不規(guī)整	選用合格的線盤(pán)上機(jī)
5	收線過(guò)滿	加強(qiáng)監(jiān)視，如是自動(dòng)換盤(pán)要重新設(shè)定下盤(pán)數(shù)量或檢修設(shè)備

 

9．性能不合格

序號(hào)	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彎曲等機(jī)械性能不合格	總變形程度小，原材料不合格，變形不均勻的原因會(huì)引起機(jī)械性能不合格，所以要選用合格的原材料，增加總變形程度，控制拉絲過(guò)程中的溫升等條件
2	電阻率不合格	主要是原材料不合格，其次是退火工藝不當(dāng)