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PCD拉丝模的使用寿命与哪些因素有关?

2025-03-03
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模具自身因素
  • PCD 材料质量:金刚石微粒的纯度、粒度分布以及结合剂的性能等都会影响模具寿命。纯度高、粒度均匀且结合剂与金刚石结合紧密的 PCD 材料,能使模具具有更好的硬度、耐磨性和抗冲击性,使用寿命更长。

  • 模具制造工艺:制备 PCD 模芯时,高温高压烧结参数的控制至关重要,参数不当会导致 PCD 模芯内部存在缺陷,降低模具性能。切割、研磨、抛光等加工工艺的精度和质量也会影响模具寿命,如表面光洁度高可降低摩擦系数,减少磨损。

  • 模具结构设计:合理的入口区、润滑区、工作区、定径区和出口区设计可使线材拉拔过程更顺畅。例如定径区长度不合理,过短难以保证线材尺寸精度,过长则会增加摩擦力,导致模具磨损加快。

拉拔工艺因素

  • 拉伸速度:速度过高,会使金属线材与模具间的摩擦加剧,产生大量热量,可能导致润滑剂失效,加快模具磨损;速度过低,变形热效应小,摩擦力相对较大,也会使模具磨损严重。

  • 变形程度:单次拉拔的变形程度过大,模具承受的压力和摩擦力会急剧增加,容易导致模具过早磨损甚至破裂。

  • 拉伸温度:温度过高,PCD 中的金刚石可能会发生石墨化转变,尤其是钴基 PCD 模芯在高于 650 摄氏度时,石墨化风险增加,会降低模具硬度和耐磨性。

  • 润滑效果:良好的润滑能在金属线材和模具间形成有效润滑膜,降低摩擦系数,减少磨损。润滑剂的种类、质量以及供给是否充足都会影响润滑效果。

  • 反拉力:适当的反拉力可使金属线材在拉拔过程中更好地贴合模具,减少线材与模具间的相对滑动,降低磨损。但反拉力过大,会增加模具所受应力,可能导致模具损坏。

被加工材料因素

  • 材料硬度:被拉拔的金属材料硬度越高,对 PCD 拉丝模的磨损就越大。若加工超高硬度材料,可能会使模具磨损加剧,缩短使用寿命。

  • 材料表面质量:金属线材表面存在裂纹、毛刺、划痕等缺陷,或有氧化皮、油污等杂质,拉拔时会破坏润滑膜,使摩擦力增大,还可能导致应力集中,加速模具磨损。

  • 材料组织均匀性:组织不均匀的金属材料,拉拔过程中各部位变形不均匀,会使模具承受的应力分布不均,造成模具磨损不均匀,影响使用寿命。

模具使用与维护因素

  • 安装与调试:安装时若线材拉伸轴线与模孔中心线不对称,会使模具承受不均匀应力,加速磨损。此外,拉伸设备存在振动,也会使模具受到额外冲击,缩短寿命。

  • 清洗与保养:定期清洗模具,去除表面的金属碎屑、油污和润滑剂残留等,可防止这些杂质加剧模具磨损。对模具进行适当的保养,如涂抹防护油等,能保护模具表面,延长使用寿命。

  • 修复与再利用:模具出现轻微磨损时,及时进行修复和抛光,可恢复模具的精度和表面光洁度,延长其使用寿命。但修复工艺和水平也很关键,不当的修复可能会进一步损坏模具

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