電線電纜拉絲工藝詳解!

 銅材料在外界溫度下總是有一個殘留的氧化膜，而這一氧化膜是當(dāng)銅線進(jìn)入熱桿軋制階段時，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，因為它們會在拉絲過程中導(dǎo)致很多缺陷，如:使拉絲膜過度磨損、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)計和使用時的其它配合條件。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程中具有相當(dāng)重要的作用。

在實際的銅拉絲生產(chǎn)過程中，使用的拉絲潤滑劑有多種，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滑劑顯得格外重要。為達(dá)到以上目的，就要求潤滑劑油基穩(wěn)定，乳化性好，具有優(yōu)良的潤滑性、冷卻性和清洗性，易于把銅粉末過濾與沉淀，在整個生產(chǎn)過程中始終保持最佳的潤滑狀態(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。各種不同的潤滑劑具有不同的優(yōu)缺點，其使用時間要根據(jù)不同的特點來決定。銅單線的退火是電線電纜生產(chǎn)過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，同時還會增大電阻，導(dǎo)熱性下降。這會對拉絲產(chǎn)生不良的影響。拉線是利用材料的塑性來實現(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，它包括一系列的固定的拉線模，在每個拉線模之間安置導(dǎo)輪以使導(dǎo)線保持一定的張力，拉絲機(jī)把導(dǎo)線拉過拉線模，最終的拉絲操作是由一個拉線模后面所施加的力來完成的，之后把拉過的線材收到線盤上。

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?？装l(fā)生塑性變形，使截面減小、長度增加的一種壓力加工方法。

2．拉伸的特點

（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，拉銅線比拉鋁線的拉伸力大，拉鋁線容易斷，所以拉鋁線時應(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，在模孔變形段長度越長，因而增加了?？讓€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、潤滑液的成分和數(shù)量決定。

（5） 線模模孔工作區(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增加拉伸力。也是線徑及表面質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

（7） 外來因素。線材不直，拉線過程中線的抖動，放線阻力，都會增加拉伸力。

 

二、 拉絲設(shè)備

1．拉絲機(jī)的分類

按模具數(shù)量分：單模拉絲機(jī)和多模拉絲機(jī)。

按工作特性分：滑動式拉絲機(jī)和非滑動式拉絲機(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

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

（1） 滑動式連續(xù)拉絲機(jī)

滑動式連續(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，易于實現(xiàn)自動化、機(jī)械化。

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

A．圓柱形鼓輪拉絲機(jī)

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

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)，按其塔級多少，可分二級拉絲鼓輪和多級拉絲鼓輪。它的優(yōu)點是拉絲道次多，設(shè)備緊湊，占地面積小。

（2） 無滑動式連續(xù)拉絲機(jī)

非滑動式拉絲機(jī)是線材與鼓輪之間沒有相對的滑動，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)簡單，容易制造；由于中間鼓輪上有儲存，當(dāng)某個鼓輪停止轉(zhuǎn)動時，其它鼓輪仍可在短時間內(nèi)照常工作。

它的缺點是：不能高速拉伸，一般不超過12m/s；不適宜細(xì)線的拉伸。

三、 拉絲的潤滑

1．潤滑劑的作用

（1） 潤滑作用。在變形的金屬和模空之間，保持一層潤滑膜，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，延長模具的使用壽命。

（2） 冷卻作用。使用冷卻的潤滑液，可以降低線材和模孔的溫度，防止線材溫度過高而發(fā)生氧化變色，提高線速。

（3） 清洗作用。在拉制過程中，不斷產(chǎn)生微細(xì)的金屬粉塵，潤滑液不斷沖洗?？?，消除金屬粉塵在?？椎淖饔?。

2．潤滑劑對拉絲的影響因素

（1） 濃度。潤滑劑的濃度大，提高了它的潤滑作用，金屬線材與?？妆诘哪Σ料禂?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?，造成線材表面質(zhì)量差。濃度太大，金屬屑不會沉淀，懸浮在潤滑劑中，反而影響潤滑效果。

（2） 溫度。潤滑液的溫度過高，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，也影響油脂潤滑膜的強(qiáng)度，潤滑效果下降。溫度過高，潤滑劑粘度上升，不利于拉伸。

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

3．對潤滑劑的基本要求

（1） 粘附性好，潤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） 沒有腐蝕作用。

（4） 冷卻效果好。

（5） 沒有刺激的氣味。

（6） 拉制后易于除去。

4．拉絲潤滑方式

（1） 單個模槽分散潤滑

主要用于一次拉絲機(jī)或無滑動的積儲式多模拉絲機(jī)，它對潤滑劑的形態(tài)無限制。通過模槽內(nèi)的循環(huán)水起到冷卻的作用。由于模槽是敞開式的，可以直接觀察潤滑劑情況，便于調(diào)整。但是容易弄臟設(shè)備和場地。

（2） 浸入式潤滑

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

它的缺點是：拉絲過程中產(chǎn)生的金屬屑沒有沉淀的可能，不斷被帶進(jìn)模孔和鼓輪上，影響模具和鼓輪的壽命，也影響線材表面的質(zhì)量。潤滑掖槽需要有冷卻裝置，防止?jié)櫥簻囟冗^高。

（3） 循環(huán)式潤滑系統(tǒng)

在滑動式連續(xù)拉絲機(jī)上，保證潤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)臺拉絲機(jī)集中使用。它的優(yōu)點是潤滑液里的金屬屑可以得到充分的沉淀，定期的清理，能保證潤滑液的清潔度。它的缺點是要不定期對潤滑液進(jìn)行分析，適時補(bǔ)充潤滑劑。

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)點是：耐磨性好；粘附性??；拋光性好；摩擦系數(shù)??；抗腐蝕性高。

（2） 鉆石模，由于天然鉆石模價格昂貴，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

拉絲模具的模孔，有四個部分組成：

（1） 入口潤滑區(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，延長模具的使用壽命。

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

3．拉絲對模具的要求

（1） ?？椎母鱾€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、 拉絲過程中異常原因分析與處理

 

1．?dāng)嗑€

序號	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	接頭不牢	調(diào)節(jié)對焊機(jī)的電流、通電時間、壓力，提高焊接質(zhì)量
2	線材有雜質(zhì)	加強(qiáng)原材料的驗收
3	配模不合理	對模具進(jìn)行調(diào)整，消除變形過程度大和過小的現(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)不可過長，保證?？椎墓鉂嵍?/span>
5	反拉力過大	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	潤滑不良	檢查潤滑系統(tǒng)，測定潤滑劑的成分和溫度
8	鋁桿潮濕	防止鋁桿受潮，潮濕的鋁桿暫時不使用

 

2．尺寸形狀不正確

序號	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	?？啄p	經(jīng)常測量線徑，發(fā)現(xiàn)超公差時更換模具
2	線材拉細(xì)	調(diào)整配模，改善潤滑效果
3	用錯模具	穿線后要測量線徑
4	線材劃傷	檢驗?zāi)？椎馁|(zhì)量和潤滑
5	模具歪斜	上模時注意擺正，檢修模座

 

3．擦傷、碰傷、刮傷

序號	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)動不靈活
4	線盤互相碰撞	線盤要“T”字?jǐn)[放，運(yùn)輸時要彼此隔開
5	地面不平整	整修地面，鋪設(shè)鋼板
6	收線過滿	堅守崗位，集中精力，按規(guī)定下盤

 

4．起皮、麻坑、三角口、毛刺

序號	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，不合格的不投產(chǎn)
2	模孔不光滑、變形等	嚴(yán)格檢查，不合格的模具不上機(jī)
3	潤滑不良	提高潤滑效果
4	鼓輪不光滑，滑動率過大	磨光鼓輪表面，調(diào)整配模

 

5．波紋、蛇形

序號	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小
2	拉絲機(jī)嚴(yán)重震動	檢修、加固設(shè)備，消除震動
3	線材抖動厲害	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)長度要合適，不可過短，甚至沒有
5	潤滑供應(yīng)不均勻，不清潔	保證潤滑劑供應(yīng)均勻，將潤滑劑過濾使用

 

6．線材上有連續(xù)的劃痕

序號	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	潤滑液溫度過高	加強(qiáng)冷卻，必要時采用強(qiáng)制冷卻手段
3	潤滑劑含堿量高、不清潔	定期化驗，保持潤滑劑的成分，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	?？诐櫥瑓^(qū)被阻塞	對潤滑液要過濾，消除潤滑液中的金屬屑和各種雜質(zhì)。

 

7．氧化、水漬、油污

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

 

8．收排線滿、偏、亂、緊、松

序號	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	排線調(diào)整不當(dāng)	按收線盤規(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，及時排除
4	收線盤不規(guī)整	選用合格的線盤上機(jī)
5	收線過滿	加強(qiáng)監(jiān)視，如是自動換盤要重新設(shè)定下盤數(shù)量或檢修設(shè)備

 

9．性能不合格

序號	產(chǎn)生的原因	解決辦法
1	抗拉強(qiáng)度、伸長率、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)