金属丝是一种由金属盘条、盘园或金属棒作为原料,经过多次拉拔-退火-再拉拔-再退火等工序,通过专用设备加工而成的产品。
分类
金属丝按照不同的标准可分为多种类型。按材质分为铁丝、铜丝(H80、H68等)、不锈钢(304、316等)、镍丝等。按粗细分为粗丝、细丝、微丝、纤维丝等。按状态分为硬态、中硬态,软态等。
生产过程
金属丝的生产过程因所需金属丝的粗细不同而有所区别。对于粗拉丝,通常使用连罐拉丝机;而对于中拉、细拉丝,则使用水箱拉丝机;微丝的生产则需要用到数控微拉机。此外,金属纤维丝的生产方法包括传统拉丝切断法以及熔抽法、集束拉拔法、刮削法、切削法等多种方法。
金属纤维
金属纤维的生产方法主要有拉拔法、切削法和熔束法。其中,拉拔法包括单丝拉拔和集束拉拔两种,后者是目前大规模生产高强超细金属纤维的主要方法。切削法则涉及铣削法、车削法、剪削法、刮削法等多种技术。熔束法则是早期生产不锈钢纤维的方法之一,包括坩埚熔束法抽丝法、悬滴熔束法抽丝法、熔融抽丝法等。
金属丝拉拔
金属丝拉拔是指在拉拔力的作用下,通过拉丝模的模孔拉出金属丝的过程。这一过程适用于生产各种金属及合金的不同断面形状和尺寸的金属丝。拉拔出来的金属丝具有精确的尺寸和光滑的表面,而且所需的拉拔设备和模具相对简单,易于制造。
拉拔过程的变形指数
金属丝在拉拔过程中的变化可以用横断面积和长度的变化来描述。拉拔前、后的金属丝的横断面积和长度分别以F。、F及L。、L表示。拉拔变形的主要指数可以通过下列公式计算:
实现拉拔过程的条件
拉拔过程的成功实施取决于拉拔应力σ1与模孔内金属的变形抗力σT以及出模孔后金属丝的屈服极限σs之间的关系。具体来说,σT应小于σ1,而σ1应小于σs。这种关系通常用安全系数K来衡量,即σT/σ1。理想情况下,K值应在1.40至2.0之间。如果K值小于1.40,表明拉拔应力过大,可能导致金属丝出模孔后继续变形甚至断裂;而如果K值大于2.0,则意味着拉拔应力过小,可能会导致道次拉拔变形量不足,影响生产效率。
金属丝拉拔种类
金属丝拉拔可以根据多个维度进行分类。按金属温度可分为冷拔、热拔和温拔。冷拔是最常见的拉拔方式,而热拔和温拔则分别适用于高熔点金属和特定温度下的金属丝。按模子数量可分为单道次拉拔和多道次连续拉拔。前者常用于大丝径、低塑性的金属丝,而后者则是金属丝生产的主流方式。按润滑剂状态可分为湿拉拔和干拉拔。按断面形状可分为圆形丝拉拔和异形丝拉拔。按拉力方向可分为正拉力拉拔和反拉力拉拔。此外,还有一种特殊的拉拔方式——辊模拉拔。
工艺特点
金属丝拉拔的特点在于其应力状态和变形状态。拉拔过程中的应力状态为二向压应力一向拉应力的三向主应力状态,这有利于金属丝达到塑性变形状态。然而,由于拉拔的变形状态不利于充分发挥金属材料的塑性,因此在生产中常常采用多道次连续高速拉拔的方式,以确保金属丝的质量和性能。