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拉拔

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条目作者刘郁丽

刘郁丽

最后更新 2022-01-20
浏览 791
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在外加拉力作用下,迫使金属通过模孔,以获得所需形状和尺寸的制品的塑性加工方法。

英文名称
drawing
所属学科
机械工程

拉拔简易加工过程见图1。由于拉拔多在冷态下进行,因此也叫冷拔或冷拉。只有室温强度高、塑性差的合金,如钨、锌等才加热,是管材、棒材、型材和线材的主要生产方法。

图1 拉拔简易加工过程示意图图1 拉拔简易加工过程示意图

拉拔的主要优点:①制品的尺寸精确,表面光洁度高。②工具和设备简单,维修方便。在一台设备上可以生产多品种、规格的制品。③适合于各种金属及合金的细丝和薄壁管生产,规格范围很大。丝(线)材:Ф10~Ф0.002毫米;管材:外径Ф0.1~Ф500毫米,壁厚最小达0.01毫米,壁厚与直径的比值可达1:2000。④对于不可热处理强化的合金,通过拉拔,利用加工硬化可使其强度提高。主要缺点:①受拉拔力的限制,道次变形量小,往往需要多道次拉拔才能生产出成品。②受加工硬化的影响,两次退火间的总变形量不能太大,从而使拉拔道次增加,生产率降低。③由于受拉应力影响,在生产塑性低、加工硬化程度大的金属时,易产生表面裂纹甚至拉断。④生产扁宽管材和一些较复杂的异形管材时,往往需要多道次成形。

拉拔的主要缺陷有:①中心裂纹(图2),存在于内部,呈月牙形周期性分布,由变形区入口向出口越来越大,严重时表面出现细颈。主要由于棒材拉拔时,中心的轴向拉应力大于边部的轴向拉应力,因此中心易出现裂纹且呈月牙形。又由于轴向拉应力越向出口越大,所以裂纹一旦出现就越来越长、越来越宽。棒材拉拔时,中心的轴向拉应力大于边部的轴向拉应力,因此中心易出现裂纹且呈月牙形。由于裂纹的形成是能量的积聚和释放的过程,即拉应力达到一定值时,裂纹就出现,而裂纹的出现又使拉应力得到释放(降低),当裂纹扩展到一定程度后即停止。随着变形过程的进行,又会出现第二条裂纹,呈周期性。此外,拉拔坯料一般来源于挤压,而挤制品的外层强度高、中心强度低,这也是中心易出现裂纹的原因。②表面裂纹(图3),存在于表部;呈月牙形周期性分布,又称三角口。主要由于不均匀变形使表面产生拉副应力导致的。

图2 中心裂纹特征示意图图2 中心裂纹特征示意图

图3 表面裂纹特征示意图图3 表面裂纹特征示意图

根据拉拔制品的断面形状,可将拉拔方法分为实心材拉拔和空心材拉拔。①实心材拉拔,截面为实心,如棒材、型材和线材的拉拔。②空心材拉拔,截面为空心,如管材和空心型材的拉拔。管材拉拔按照拉拔时管坯内部是否放置芯棒可分为:无芯棒拉拔(空拉)和带芯棒拉拔(衬拉)。

按照拉拔时金属流动特点和工艺特点可分为:空拉(图4a)、固定短芯头拉拔(图4b)、游动芯头拉拔(图4c)、长芯杆拉拔(图4d)、顶管法(图4e)和扩径拉拔(图4f)。①空拉,拉拔时管坯内部不放芯头,拉拔后壁厚略有变化,主要目的是减径,又称减径拉拔。②固定短芯头拉拔,拉拔时管坯内部放芯头,并用芯杆固定,拉拔后管坯可实现减径和减壁,是实际中应用最广泛的方法。③游动芯头拉拔,拉拔时管坯内部放芯头,但芯头不固定,依靠自身形状稳定在变形区中,此法使盘管拉拔得以实现。④长芯杆拉拔,管坯套在表面抛光的芯杆上,拉拔时芯杆与管坯一起通过模孔。⑤顶管法,将芯杆套入带底的管坯中,芯杆和管坯一起顶出模孔。在生产难熔金属、贵金属短管时采用,也适用生产大直径管材(直径>300毫米)。⑥扩径拉拔,是用小直径管坯生产大直径制品的一种方法,有压入扩径和拉拔扩径两种方法。

图4 管材拉拔的一般方法图4 管材拉拔的一般方法

拉拔的变形指标有延伸系数和断面收缩率。

①延伸系数


式中分别为坯料和制品的面积;分别为分别为坯料和制品的长度。

②断面收缩率


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