拉拔理论基础知识
拉拔线材基本知识培训
轧尖机
轧尖过程
模具
拉拔过程
多次拉丝机
拉丝过程过程
4、镀(涂)层
目的：提高钢丝的防腐性能和某些特殊性能的要求。
金属镀层方法：热浸镀、电镀和化学镀。 非金属涂层方法：熔涂或静电喷涂。 金属覆盖在钢丝上称为“镀”。 非金属覆盖称为“涂”。
三、原料介绍
拉拔钢丝的原料是线材。 线材大多用卷材机卷成盘卷供应，故又称为盘条或盘圆。
四、原料的类别
四、原料的类别
2、优质碳素结构钢 * 一共有31个牌号 ：
08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、 65、70、75、80、85、15Mn、20 Mn、25 Mn、30 Mn、35 Mn、40 Mn、 45 Mn、50 Mn、60 Mn、65 Mn、70 Mn。
（3）表面质量
a. 耳子 * 耳子是平行于盘条轴线方向上的条状凸起。 *由于轧制时孔型过充满或导卫不正造成的。 *耳子的产生使盘条尺寸超出公差，并给下一道轧出的盘条 表面易造成折迭或拉拨钢丝时使模子爆裂，钢丝表面出现沟纹。
b.折叠
折叠是盘条表面常见的缺陷，它的产生主要是因上一道孔型 中轧出的耳子或飞翅经下一道孔型压入盘条表面并与表面焊合不 好所形成。 折叠会使钢丝成品的弯曲、扭转、疲劳等性能降低。
四
大 主 要 工
表面准备 热处理 拉 拔
பைடு நூலகம்
序
镀（涂）层
按成品钢丝的不同需要，可能还需对高表面要求钢丝 用线材扒皮、钢丝磨光等辅助工序。
1、表面准备
目的：去除氧化皮和涂覆润滑载体。 氧化皮危害：金属氧化皮的存在会造成钢丝表面缺陷和 模具过早损坏，甚至会阻塞模孔，致使拉拔断裂。 去除氧化皮的方法：机械法、化学法、机械化学相结合 。 涂覆润滑载体：比较通用是磷化膜涂覆后加上皂液、石 灰液或硼砂液浸渍后烘干等方法。
完整word版金属拉拔工艺的基本概念
学院：专业班级：学号：姓名：教师：目录1拉拔的基本概念2拉拔的特点3基本方法4实现拉拔的必要条件5管材拉拔时的应力与变形6拉拔力7拉拔速度8反拉力9拉制品的残余应力及主要缺陷: 拉拔的基本概念1拉拔是指在外加拉力的作用下，使金属通过模孔以获得所需形状和尺寸制品的塑性加工方法。
坯制一般在室温进行，只有室温强度高、塑性差的合金如P 钨、锌等才加热；是管、棒、型、线的主要生产方法模子2拉拔的特点:1）制品的尺寸精确，表明光洁；2）工具和设备简单，维修方便；3）可连续高速生产小规格长制品；4）受安全系数K 的限制，道次变形量小，简单断面型材也难一次成形。
如：3基本方法:1）实心材拉拔截面为实心，如棒、型和线材拉拔。
2）空心材拉拔截面为空心，如管和空心型材拉拔。
4实现拉拔的必要条件:在制品上的拉应力小于材料的屈服极限。
作用?b K?为安全系数，则实现拉拔的必要条件是：安若定义：?L K ＝1.4－2.0。
全系数K >1。
一般取本文以空拉管材为例介绍拉拔管材拉拔时的应力与变形5:空拉1）按目的不同有：减径空拉：目的是减径，主要用于中间道次，一般认为拉拔后壁厚不变；，一般在最1－）整径空拉：目的是精确控制制品的尺寸，减径量不大（0.5 后道次进行；即用于圆截面向异型主要用于异型管材拉拔，目的是控制形状，定型空拉：截面过渡拉拔。
应力2）应力状态：与圆棒拉拔时类似，即：周向、径向为压，轴向为拉，但径向变形阻力小。
），。
且有（内表面为自由表面，应力状分布规律：变形（应变）3），0（不变）应变状态：轴向延伸、周向压缩、径向可能是延伸、压缩或为这取决于三个应力之间的关系。
直观上看，轴向应力（拉）使壁变薄，周向应力???????d rr为瞬时的非负，（压）使壁变厚。
从力学角度分析有： ???2??????L)????(rmrr23的比例系数。
又，因此??????2((?))2???当当时，壁厚不变；时，壁厚增加；??LrrL???)(2??时，壁厚增加。
丝材拉拔基础知识
丝材拉拔基础知识丝材拉拔是一种常见的金属成型工艺，用于制造丝线、丝绳等产品。
它通过将金属坯料经过一系列的加热和拉伸工序，使其横截面积减小、长度增加，从而得到所需的丝材。
我们需要准备一块金属坯料作为原材料。
这个金属坯料可以是铜、铝、钢等金属材料。
为了使金属坯料能够更容易地进行拉拔，通常会将其加热到一定的温度。
加热后的金属坯料变得柔软，更容易被拉伸。
接下来，我们需要将加热后的金属坯料送入拉拔机中进行拉拔。
拉拔机由多个辊子组成，金属坯料通过这些辊子进行拉伸。
在拉拔的过程中，金属坯料的截面积逐渐减小，长度逐渐增加。
拉拔的过程是逐级进行的，每一级的拉拔都会使金属材料的截面积减小一定比例。
通常情况下，拉拔的次数越多，金属丝的直径就越小。
而拉拔的速度和温度也会影响丝材的质量和性能。
在拉拔的过程中，需要润滑剂的辅助。
润滑剂可以减少金属材料与拉拔机辊子之间的摩擦，防止金属材料被损坏。
同时，润滑剂还能冷却金属材料，使其保持适当的温度。
拉拔完成后，金属材料会变成一根细长的丝材。
这根丝材的直径和长度可以根据需要进行调整。
丝材的表面通常会经过一些处理，如磨光、镀锌等，以增加其耐腐蚀性和美观度。
丝材拉拔是一项需要经验和技术的工艺。
操作者需要掌握合适的温度、速度和润滑剂的使用方法。
同时，拉拔机的性能和辊子的质量也会影响拉拔效果。
丝材拉拔是一项重要的金属成型工艺，广泛应用于各个行业。
它不仅可以制造丝线、丝绳等产品，还可以制造导线、电缆等电气产品。
丝材拉拔工艺的发展，为人们提供了更多的选择和便利。
通过不断改进和创新，丝材拉拔工艺将会在未来发展出更多的应用和发展空间。
金属拉拔及热处理基础理论 (NXPowerLite)
JIANGSU XINGDA STEEL TYRE CORD CO.,LTD.
二、金属拉拔的加工硬化理论 金属拉拔的加工硬化理论
科垂耳认为，当层错能不高时，原来两个位错均可分解为扩展位错，在切应 力的作用下，如果两个扩展位错向前运动，当它们在两个滑移面的交线相遇时， 发生位错反应生成的新位错既不能在原滑移面滑移，也不能在新滑移面上滑动， 成为更加稳定的不动位错。这种位错叫面角位错，又称洛玛—科垂耳（L—C） 位错。 （3）加工硬化的位错塞积机制：位错源放出的位错列常被取向不同的角面位 错包围。被包围的位错列发生塞积，塞积群产生的巨大内应力会对其他位错源及 滑动的位错造成阻力。变形量越大，塞积群数量越多，从而使这种阻力越大，金 属的强度提高。 2、林位错弹性理论 晶体塑性变形过程中，只有那些滑动面与晶体滑移面一致的位错才能进行滑 移，其余的位错则静止不动。它们就是林位错，这些林位错与滑动的位错间的弹 性交互作用构成滑动位错的阻力。随着变形量的增大和第二滑移系的启动，位错 密度不断增大。这种阻力随之增大。 3、位错割阶理论
图4
晶体的孪晶示意图
JIANGSU XINGDA STEEL TYRE CORD CO.,LTD.
一、金属拉拔的塑性变形理论 金属拉拔的塑性变形理论
3、多晶体的塑性变形 实际使用的金属材料几乎都是多晶体，由许多单晶体晶粒构成。在多晶体 进行塑性变形时，每个晶粒的基本变形方式与单晶体的塑性变形基本相同，也 主要是以滑移和孪晶的塑性变形基本相同。多晶体的塑性变形可视为许多晶粒 变形过程的综合结果。但由于多晶体中的晶粒的晶格位向不同，而且有大量的 晶界存在，使得各个晶粒的塑性变形彼此受阻碍和制约，所以多晶体的塑形变 形比单晶体复杂得多。 第一：在外力的作用下，各晶粒的变形有先有后，比且在变形时有的相 互配合有的彼此干扰。随着外力的增大，晶粒将一批一批的进行 滑移，而不是一起滑移，即存在不均匀的变形。 第二：多晶体的塑性变形抗力要比同类金属单晶体高得多，这是由于多 晶体存在着晶界和晶粒的位向差造成的。多晶体的晶粒越细，其 晶界的面积和不同方位的晶粒数目就越多，因此塑性变形的抗力 也越大。细晶粒金属不仅强度高，而且塑性、韧性也好。
丝材拉拔基础知识-概述说明以及解释
丝材拉拔基础知识-概述说明以及解释1.引言1.1 概述丝材拉拔是一种常见的金属加工工艺，通过拉拔操作，可以将金属材料加工成丝状，用于制造各种产品。
丝材拉拔工艺在现代工业中具有广泛的应用，尤其是在制造电线、钢丝、钢筋等产品中起着至关重要的作用。
在丝材拉拔过程中，首先需要将金属坯料加热至合适的温度，使其具备良好的可塑性。
然后，通过拉力将加热后的金属坯料逐渐拉长细化，最终得到所需的丝状产品。
拉拔过程中，可以通过多道次的拉拔操作，逐步减小丝材的直径和增加其长度。
这种拉拔工艺不仅可以提高丝材的强度和硬度，还可以改善其表面质量和尺寸精度。
丝材的拉拔工艺具有一定的技术要求和操作规程。
在拉拔过程中，需要控制好拉力、速度、温度等工艺参数，并通过适当的润滑剂和冷却剂等辅助措施，保证丝材拉拔的顺利进行。
同时，还需要根据不同金属材料的特性，选择合适的拉拔工艺和设备，确保丝材的质量和性能符合要求。
目前，丝材拉拔技术已经相当成熟，并不断得到改进和推广。
随着现代工业的迅猛发展，丝材拉拔工艺在各个行业中的应用越来越广泛。
未来，随着材料科学和加工技术的进一步发展，丝材拉拔工艺将不断提高生产效率和产品质量，满足不断增长的市场需求。
综上所述，丝材拉拔作为一种重要的金属加工工艺，在现代工业中具有广泛的应用前景。
通过掌握丝材拉拔的基础知识，并结合实际应用需求，可以更好地利用这一工艺，提高生产效率和产品质量，推动工业的发展。
1.2文章结构文章结构的安排是为了使读者能够清晰地理解和掌握丝材拉拔的基础知识。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对丝材拉拔的概念进行简要的介绍，并概述本文的目的和结构。
通过引言部分，读者可以了解到本文的主要内容和写作意图。
接下来，我们进入正文部分。
在正文的第一部分，我们将详细介绍丝材的定义和分类。
丝材是指由各种材料制成的细丝，其种类繁多，根据不同的物理和化学性质可分为多种分类。
通过本部分的介绍，读者能够了解不同丝材的特点和应用领域。
拉拔铝管基础
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
3 拉拔历史与发展趋向（了解）
• 3.1 拉拔历史 • 拉拔具有悠久的历史，在公元前20～30世纪，就
出现了把金块锤锻后，通过小孔，用手工拉制成 细金丝，在同一时期发现了类似拉线模的东西。 公元前15～17世纪，在亚述、巴比伦、腓尼基等 进行了各种贵金属的拉线，并把这些贵金属线用 于装饰品。公元8～9世纪，能制成各种金属线。 公元12世纪，有锻线工与拉线工之分，前者是通 过锤锻，后者是通过拉拔制线材，人们认为就是 从这个时候起确立了拉拔加工。
• （4）游动芯头拉拔
• 在拉拔过程中，芯头不固定在芯杆上，而 是靠本身的外形建立起来的力平衡被稳定 在模孔中。游动芯头拉拔时管材拉拔较为 先进的一种方法，非常适用于长管和盘管 生产，对于提高拉拔生产率、成品率和管 材内表面质量极为有利。但是与固定芯头 拉拔相比，游动芯头拉拔的难度较大，工 艺条件和技术要求较高，配模有一定限制， 故不可能完全取代固定芯头拉拔。
• （3）工作带
• 工作带的作用是使制品获得稳定而精确的形 状与尺寸。工作带的合理形状是圆柱形。
• （4）出口带
• 出口带的作用是防止金属出模孔时被划伤和 模子定径带出口端因受力而引起的剥落。
1.1.2 拉模的材料
• （1）金刚石 • （2）硬质合金（常用） • （3）钢 • （4）铸铁 • （5）刚玉陶瓷模
2 芯头
• 2.1 芯头的结构与尺寸 • 2.1.1 固定短芯头 • 固定短芯头的形状一般是圆柱形的。在拉
第一篇 第三章 拉拔
2.2 管材拉拔时的应力与变形
一、空拉 1.主应力与主应变 A：主应力：二压一拉 B：主应变：两压一延，一压两延，一压一延。
2.变形区内的应力分布 A：轴向上的分布 与拉棒时相似。 B：径向上的分布
σl： 外表面 = 内表面 σr： 外表面 > 内表面 σθ： 外表面 < 内表面 σl >σr >σθ (代数值) 塑性方程为：σl +σθ=Kzh
5.空拉纠偏 A. 含义：能起到自动纠正管坯偏心的作用，且道次越 多，效果越好。 B. 原因： (1)假定同一圆周上径向应力σr： 均匀分布； (2)不同壁厚处的周向压应力σθ： 厚处 < 薄处 根据： σl+σθ=Kzh ，薄处先变形，一压二延 (3)薄处先变形后的附加应力情况为： 薄处在轴向上受压，厚处在轴向上受拉。 (4)考虑附加应力后的变形情况： 薄处：轴向延伸减小，径向增加，变厚。 厚处：开始变形，二压一延，轴向延伸，变薄。
四、游动芯头拉拔
1.变形区内的力分布特点(芯头的稳定) A：水平方向的力平衡： N1sina1- T1cosa1= T2 B：库仑摩擦定律：T= N f C：稳定的条件：N1sina1 - N1fcosa1 > T2 α1>β α1≤ α α1-芯头锥角 β-摩擦角 f -摩擦系数 α-拉模模角
2.变形特点
σL
b
σLb： 拉拔应力 σs：平均变形抗力 B = f/tanα λab： ab段的延伸系数
3.2 棒材拉拔力的理论计算
一、无反拉力时的平衡微分方程法 1. 平衡微分方程：
f Dσ ix + σ lx dD + 2σ n ( + 1)dD = 0 tan α
2. 塑性条件：
第10章 挤压与拉拔(2010总9)
表10-5 有色金属拉拔时的安全系数
拉拔 制品 的 品种 与规格 厚壁管 材、型 材 及棒材 薄壁管 材 和型材 不同直径的线材/mm
>1.0
1.0 ~ 0.4
0.4 ~ 1.0
0.10 ~ 0.05
0.050 ~ 0.015
安全系数 K
>1.35 ~ 1.4
1.6
≥1.4
≥1.5
≥1.6
≥1.8
图10.44 圆棒拉拔时断面坐标网格的变化
(2) 横向上的网格变化。 横向上的网格变化。 拉拔前为直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线， 拉拔前为直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线， 直线的横线进入变形区后开始变成拉拔方向凸出的弧形线 且其曲率由入口端到出口端逐渐增大，到出口端后不再变化。 且其曲率由入口端到出口端逐渐增大，到出口端后不再变化。说明 在拉拔过程中周边层的金属流动速度小于中间层 周边层的金属流动速度小于中间层。 在拉拔过程中周边层的金属流动速度小于中间层。随着模角和摩擦 系数的增大，这种不均匀性更加明显。 系数的增大，这种不均匀性更加明显。
材料成形工艺及控制 第三篇 塑性成形技术及工艺
第10章 金属挤压及拉拔工艺 章 （塑性部分9节-拉拔工艺） 自学部分
郑州大学 2011年 2011年5月13日 13日
10.5 拉拔理论及工艺
10.5.1拉拔的基本理论 拉拔的基本理论
1.拉拔工艺概述 拉拔工艺概述 1)拉拔的分类 拉拔的分类 在拉力的作用下，使金属坯料通过模孔， 在拉力的作用下，使金属坯料通过模孔，从而获得相应形状和尺寸制品 的塑性加工方法称之为拉拔，如图 所示。 的塑性加工方法称之为拉拔，如图10.42所示。 所示 拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法之一。 拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法之一。
拉拔理论基础知识
五. 拉拔理论基础知识在外加拉力的作用下，迫使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的制品的加工方法，称之为拉拔（或称拉伸），如下图。
拉拔加工按制品种类分为实心材拉拔和空心材拉拔。
实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔；空心材拉拔主要包括管材、异型空心材拉拔。
其中管材拉拔又有以下几种方法：(1) 空拉；(2) 长芯杆拉拔；(3) 固定芯头拉拔；(4) 游动芯头拉拔；(5) 顶管；(6) 扩径拉拔。
（一）掌握拉拔时常用的变形指数（二）掌握实现拉拔过程的条件拉拔过程是借助于在被加工金属的前端施以拉力实现的，如果拉拔应力过大，超过出模口处金属的屈服强度，则可引起制品出现细颈、甚至拉断。
因此，必须满足：σl= P l/F l< σs 式中σl——作用在被拉金属出模口断面上的拉拔应力；P l——拉拔力；F l——被拉金属出模口处断面积；σs——金属出模口后的屈服强度。
对于有色金属来说，由于屈服强度不明显，确定困难，加之在加工硬化后与其抗拉强度σb相近，故亦可表示为：σl< σb被拉金属出模口处的抗拉强度σb与拉拔应力σl之比称为安全系数K，即K=σb / σl所以，实现拉拔过程的必要条件是K>1。
一般K在1.4-2.0之间，即σl=(0.7-0.5)σb对钢材来说，根据经验σl=(0.8-0.9)σb，安全系数K>1.1-1.25。
（三）熟悉拉拔时的应力状态图(1) 圆棒拉拔下图（左）为圆棒拉拔时的应力与变形。
当在棒材前端施以拉力P使之通过模孔变形时，受到模壁给予的压力dN，方向垂直于模壁。
金属在模孔中运动，将在接触面上产生摩擦力dT，方向与金属运动方向相反，摩擦力dT=f n dN。
在上述力的作用下，变形区中的金属绝大部分处于两向压、一向拉应力状态和两向压缩一向延伸变形状态。
在拉伸实心圆断面制品时也是轴对称问题，其径向应力σr与周向应力σθ相等。
应力沿轴向的分布规律：轴向应力σl由变形区入口端向出口端逐渐增大，周向应力σθ及径向应力σr则从变形区入口到出口逐渐减小。
7 拉拔
D1
D2
拉拔制品内部的周期性裂纹示意图
13
D2
D1
14
εr εl
11
A
εr εl
Anhui University of Technology
3、拉拔产品质量
dN dR
β
dT
α
模孔变形区： 拉拔力、模具压力、 模孔变形区： 拉拔力、模具压力、摩擦力 变形区表面： 变形区表面：附加拉应力 变形区内部： 变形区内部：压应力
12
Anhui University of Technology
制品直径越小，壁厚越薄， 值应越大些。 制品直径越小，壁厚越薄，K值应越大些。
9
Anhui University of Technology
2、 管材拉拔时的应力与变形 （1）空拉
空拉时的主应力： 空拉时的主应力： σ1—轴向应力σl 轴向应力 σ2—径向应力σr 径向应力 —切向应力 σ3—切向应力σθ 空拉时的壁厚变化取决于σ 空拉时的壁厚变化取决于σr－σm 2+σ σm＝（ σ1+ σ2+σ3）/3 >0， σr－σm >0，管壁增厚 =0， σr－σm =0，管壁不变 σr－σm <0，管壁变薄 <0， 空拉能起到自动纠正管坯偏心的作用。 空拉能起到自动纠正管坯偏心的作用。
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金属压力加工—— 拉拔
1
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拉拔： 拉拔： 在外加拉力的作用下，迫使金属通过模孔产生塑性变形， 在外加拉力的作用下，迫使金属通过模孔产生塑性变形，以 获得与模孔形状、尺寸相同的制品的加工方法，称之为拉拔 获得与模孔形状、尺寸相同的制品的加工方法，称之为拉拔 或称拉伸）。是生产管材、棒线材、型材的主要方法之一。 ）。是生产管材 （或称拉伸）。是生产管材、棒线材、型材的主要方法之一。 拉拔产品： 拉拔产品： 丝材 —— 拔丝 管材 —— 细、长 圆形型材、六角型材、异型材、正方形型材… 型材 —— 圆形型材、六角型材、异型材、正方形型材
第8讲 拉拔
7、拉拔概论
▪ 7.1拉拔的一般概念
▪ 拉拔是指在外加拉力作用下，利用金属的 塑性，迫使坯料通过规定的模孔以获得相 应的形状与尺寸的产品的塑性加工方法(图 7—1)。拉拔是管材、棒材、型线材的主要 生产方法之一，尤其用于小直径断面产品 的生产。
▪ 7.1.1拉拔的类型 ▪ 1.实心断面拉拔，棒、型、线材
▪ ③长杆拉管，生产效率很低，通常生产中 很少采用。长芯杆拉拔主要用来制造特薄 壁管、小直径薄壁管以及塑性较差的钨、 钼管材的生产。
▪ ④游动芯头拉管。芯头靠自身所特有的外 形建立起的力平衡稳定在模孔中以实现减 径和减壁。游动芯头拉管的道次加工率较 大，是目前管材拉拔中较为先进的一种方 法，非常适用于长管和盘管生产，它对提 高生产率、成品率和管材内表面质量都极 为有利。
▪ 7．1．1．2 按拉投时金属的温度分类
▪ (1)冷拔。通常在室温下进行的拉拔。属于 冷加工的范畴，是生产中应用最普遍的拉 拔方式；
▪ (2)温拔。在高于室温、低子再结晶温度以 下进行的拉拔，主要用于锌丝、难变形合 金丝，如轴承钢丝、高速钢丝等的拉拔；
▪ (3)热拔。在再结晶温度以上进行的拉拔， 通常用子高熔点金属如钨、相等金属丝的 拉拔。
▪ 3 拉拔力 ▪ A 拉拔力的实测
▪ B拉拔力计算 ▪ (1)棒线材拉拔
▪ (2)管材拉拔
▪ (2)拉拔生产的工具与设备简单，维护方便，可在 一台设备上生产多种品种与规格的产品。
▪ (3)由于冷加工时存在加工硬化，能提高产品强度， 但拉拔时金属的变形旦也受到限制。一般，拉拔 时的道次加工率在20％一60％之间。
▪ (4)需要中间退火、酸洗等工序，循环周期长，金 属消耗大，生产率低。
▪ (5)特别适合于小断面、长制品的连续高速生产。
金属拉拔理论
5）空拉的特点 A 能纠正偏心； B 适于小管、异型管以及盘管拉拔； C 拉拔力小，道次加工率大； D 操作简单； E 制品内表面质量差、尺寸精度低。
2 固定短芯头拉拔
1） 变形过程 变形分三部分：
T2 N1( f cos sin ) 0
导致芯头向前运动，若大圆柱段直径较小，则芯头
被拉过模子，成为空拉；若大圆柱段直径较大，则导
致芯头压卡管坯，造成拉断。 此外，芯头锥角还应小
于或等于模角，即：
否则，管坯内壁首先与大 圆柱段接触，使芯头一直 向前运动。
除满足以上两个条件外，要保证拉拔过程顺利进行， 还应满足：芯头轴向游动的几何范围应有一定的限度。
因此，实现游动芯头拉拔的条件是：
芯头轴向游动的几何范围应有一定的限度。 3） 游动芯头拉拔的特点
A 能生产长管、盘管（生产率、成品率高）； B 能消除芯杆带来的竹节、偏心等缺陷； C 拉拔力低，道次加工率大； D 由于芯头游动，内表面易出现明暗交替的环纹； E 工艺难度大。
4 长芯杆拉拔
1） 变形过程
坯料
扩径拉拔：是用小直
径管坯生产大直径制 P 品的一种方法，有压
入扩径和拉拔扩径两
种方法。
2 变形指数
1）延伸系数
F0 L1
F1 L0
2）加工率（断面收缩率）
F0、F1
分别为坯 料和制品
的面积
F0 F1
F0
不难看出： 1 1
L0、L1 分别为坯
料和制品 的长度
3 实现拉拔的必要条件
P
但芯头不固定，依靠 自身形状稳定在变形
拉拔知识学习
3.1.5 拉拔技术的发展进步
✓ 公元前20~30世纪,把金块锤锻后，通过小孔手工拉制细金丝， 同时出现了类似于拉线模的东西。
✓ 公元12世纪，有了锻线工和拉线工之分，确立了拉拔加工。 ✓ 13世纪中叶，德国首先制造了水力拉拔机，并得到推广，使拉
拔走上了机械化作业的道路。 ✓ 1871年，出现了连续拉线机。 ✓ 进入20世纪后，拉拔技术及装备、拉拔理论得到了不断发展、
✓ 整径（减径）空拉：用于生产小直径管材，控制管材的直径尺寸。 ✓ 成型空拉：利用圆断面管坯生产各种简单断面异形管材。
➢ 应用：空拉适合于小直径管材的减径，盘管拉拔，冷轧管的减、 整径，异形管的成型拉拔。
3.1.3 管材拉拔的一般方法及适用范围
（2）长芯棒拉拔
定义:将管坯套在表面抛光的圆柱形芯棒上,使芯棒与管坯一 起从模孔中拉出，实现减径和减壁。
3.1 拉拔概述
3.1.1 拉拔的一般概念
在外力作用下,迫使金属坯料通过模孔，以获得相 应形状、尺寸的制品的塑性加工方法，如图3.1.1所示。
根据拉拔制品的断面形状，可将拉拔方法分为实心
材拉拔（见图3.1.1a）和空心材拉拔（见图3.1.1b、
c）。 实心材包括线材、棒材和型材;空心材包括管材和空
3.1 拉拔概述
3.1.3 管材拉拔的一般方法及适用范围
管材拉拔可按不同方法分类。 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）。 按照拉拔时金属的变形流动特点和工艺特点可 分为：空拉、固定短芯棒拉拔、游动芯头拉拔、 长芯棒拉拔、顶管法和扩径拉拔等6种方法,如图 3.1.2所示。
σl沿径向的分布则可根据塑性方程得出。 另外，在径向上σl 外< σl 内也可从拉拔棒材时内部有时出现周期性裂纹
第8讲 拉拔
7、拉拔概论
▪ 7.1拉拔的一般概念
▪ 拉拔是指在外加拉力作用下，利用金属的 塑性，迫使坯料通过规定的模孔以获得相 应的形状与尺寸的产品的塑性加工方法(图 7—1)。拉拔是管材、棒材、型线材的主要 生产方法之一，尤其用于小直径断面产品 的生产。
▪ 7.1.1拉拔的类型 ▪ 1.实心断面拉拔，棒、型、线材
▪ ⑤ 扩径拉管。管坯通过扩径后管子缩短， 直径增大，壁厚和长度均减小。扩径拉管 是小直径坯料生产大口径管的拔管方法， 主要用在设备能力受到限制而不能生产大 直径管材的场合。
▪ ⑥顶管法。此法又称为艾尔哈特法，它是 将芯杆套入带底的管坯中，操作时管坯连 同芯杆一同由模孔中顶出，从而对管坯进 行加工。在生产大直径管材时常采用此种 方法。
▪ 3 拉拔力 ▪ A 拉拔力的实测
▪ B拉拔力计算 ▪ (1)棒线材拉拔
▪ (2)管材拉拔
▪ 2、拉拔时的外力和应力状态
▪ (1)由于拉拔时金属处于一向拉两向压的应 力状态，变形抗力较低。
▪ (2)应力状态中的拉应力，降低了拉拔时 金属的塑性。因此拉拔不适于低塑性金属 或因加工硬化面降低了塑性的加工。
▪ (3)由于拉拔时的作用力施加在制品的头 部，因此，拉技过程在脱离了变形区后， 制品上仍作用着轴向拉应力，它必须小于 拔制后金属的屈服极限。即安全系数x必须 大于1。
▪ 7．1．1．2 按拉投时金属的温度分类
▪ (1)冷拔。通常在室温下进行的拉拔。属于 冷加工的范畴，是生产中应用最普遍的拉 拔方式；
▪ (2)温拔。在高于室温、低子再结晶温度以 下进行的拉拔，主要用于锌丝、难变形合 金丝，如轴承钢丝、高速钢丝等的拉拔；
▪ (3)热拔。在再结晶温度以上进行的拉拔， 通常用子高熔点金属如钨、相等金属丝的 拉拔。
拉拔工艺简答题
拉拔工艺简答题1、拉拔的定义以及拉拔的优点与缺点。
拉拔定义：对金属坯料施以拉力，使之通过模孔，以获得相应形状、尺寸的制品的塑性加工方法。
拉拔的优点：（1）尺寸精确，表面光洁度高。
（2）设备简单，维修方便，在一台设备上可以生产多种品种、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：Φ10~Φ0.002mm；管材：外径Φ0.1~Φ500mm；壁厚最小达0.01mm；壁厚与直径的比值可达到1：2000。
（4）对于不可热处理强化的合金，通过冷拔，利用加工硬化可使其强度提高。
拉拔的缺点：（1）受拉拔力限制，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，降低生产效率。
（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，往往需要多道次成型。
2、拉拔过程中，工件受的外力包括哪些？请用简单的图示表示出受力位置与方向。
拉拔时丝材在模孔变形区所承受的外力有三种：（1）拉拔力（正作用力，用P表示）拉拔力是拉丝机加在丝材出模孔端的轴向拉力，它在丝材内部产生拉应力，并使丝材沿轴线方向通过模孔，完成拉拔过程。
（2）正压力（模孔壁的反作用力，用N表示）当丝材受拉拔力（P）作用向前运动时，模孔壁产生阻碍丝材运动的反作用力（N），因为它的方向是垂直于模孔壁的，故称为正压力。
正压力在丝材内部产生主压应力，其数值大小取决于丝材的减面率大小和模孔几何形状、尺寸等。
（3）摩擦力（附加切应力，用T表示）拉拔时模孔壁与丝材表面之间产生摩擦，由于正压力作用，就产生摩擦力。
摩擦力方向总与丝材运动方向相反，与模孔壁成切线方向。
摩擦力在丝材内部产生附加切应力，其数值大小与丝材及模孔的表面状况，润滑条件及拉拔速度等有关。
3、 拉拔延伸系数和减面率的定义和公式表达。
3.4_拉拔
nt 总延伸系数 n n 平均道次延伸系数
注意：实际情况并不是均等分配的
（2）异型材拉拔配模 异型材拉拔配模设计要考虑： • • • • 道次次数 道次变形量 每道次的模孔形状 选择合适的坯料断面形状。
异型材拉拔模孔孔型设计 直接影响拉拔过程的变形均匀性，从而影响制品形状与尺寸精度 注意：异型材拉拔时，成品的外形必须要包容在坯料外形当 中，否则难以拉拔成形。因为拉拔过程中，坯料难以产生中
• • • 空拉时，其璧厚在变形区内 因素综合 作用的结果
② 衬 拉
包括固定芯头、游动芯头和长芯杆拉拔。应力状态见下图 拉拔过程变形区存在壁厚增加和壁厚减薄两个区域。
在近变形区入口处，外径减少，壁厚增加；
近模孔出口区域，内径不变，外径减少，壁厚减薄。
心向外的径向运动。
2. 拉拔润滑 拉拔润滑剂的基本要求： 1. 对金属与工具具有较强的粘附力和耐压性能。以保证 拉拔时在接触表面形成稳定的润滑膜。 2. 具有良好的化学稳定性，对金属和工具无腐蚀作用。
3. 具有良好的冷却、散热性能，润滑性受温度影响小；
4. 具有适当的闪点和着火点，使用安全，对人体环境无
3．4．2 拉拔基本理论 1. 园棒拉拔时的应力与变形 ① 应力状态：两向压缩；一向拉伸。 ② 变形：
中心：纯延伸 边缘：延伸 剪切
注意：拉拔时会产生周期性裂纹。见图5—63
2. 管材拉拔时的应力与变形
① 空拉：应力状态
径向压应力 周向压应力 轴向拉应力
害；
5. 成本低廉。
拉拔润滑过程： 皮膜处理 + 使用润滑剂 皮膜处理的目的： 增加润滑剂对金属表面的吸附性能，提高润滑效果。
拉拔加工的基础知识
拉拔加工的基础知识拉拔加工是一种重要的金属加工方法，它可以用来加工各种不同形状的金属材料。
在此，我们将讨论拉拔加工的基础知识，包括拉拔加工的原理、工艺流程、设备和常见问题及其解决方法。
一、拉拔加工的原理拉拔加工是一种金属冷加工技术，它的原理是将金属坯料通过模具的作用下被拉伸变形，形成各种不同形状和大小的金属制品。
拉拔加工适用于各种金属材料，例如钢、铜、铝、镁和钛等。
拉拔加工过程中，金属材料被拉拔机上的牵伸机构拉伸，通过模具的作用，使金属材料横截面积逐渐变小，长度逐渐增加，从而实现金属坯料到金属制品的转变。
二、拉拔加工的工艺流程拉拔加工的工艺流程可分为以下几个步骤：1.原材料准备：选用高品质的金属坯料，并进行表面处理，以提高拉拔加工质量。
2. 模具设计：针对需要生产的产品，设计适当的模具，并考虑模具的寿命和维护要求。
3. 加热处理：根据不同的金属材料和拉拔工艺要求，对金属坯料进行加热处理，以提高金属的可塑性和延展性。
4. 拉拔处理：将加热处理后的金属坯料通过拉拔机的牵伸机构拉伸，通过模具的作用，将金属坯料逐渐变形成为不同形状和大小的金属制品。
5. 去毛刺和后处理：去除金属制品表面的毛刺，进行必要的后处理，以进一步提高金属制品的质量和功能。
三、拉拔加工的设备拉拔机是拉拔加工的关键设备，它可分为单动式、双动式和多动式等不同型号。
通常情况下，拉拔机由牵伸机构、模具座、模具、冷却装置和控制系统等组成。
拉拔机的性能和配置决定了拉拔加工的效率和质量。
为了有效提高生产效率和产品质量，有必要选用高质量的拉拔机，并根据实际需求进行合理的配置和升级。
四、常见问题及其解决方法在拉拔加工过程中，可能会出现各种不同的问题，例如模具磨损、拉伸力过大或过小、裂纹和毛刺等。
以下是一些常见问题及其解决方法：1. 模具磨损：拉拔模具长期使用后容易磨损，导致制品质量下降和生产效率降低。
解决方法是定期进行模具检查和更换，采用高品质的模具材料。
第二章 拉拔基础
第二章 拉拔基础1 拉拔时的变形指数拉拔时坯料发生变形，原始形状和尺寸将改变。
不过，金属塑性加工过程中变形体的体积实际上是不变的。
以F Q 、L Q 表示拉拔前金属坯料的断面积及长度，F H 、L H 表示拉拔后金属制品的断面积和长度。
根据体积不变条件，可以得到主要变形指数和它们之间的关系式。
①延伸系数λ 表示拉拔一道次后金属材料的长度增加的倍数或拉拔前后横断面的面积之比，即λ=L H /L Q = F Q /F H②相对加工率（断面减缩率）ε 表示拉拔一道次后金属材料横断面积缩小值与其原始值之比，即ε=（F Q - F H ）/ F Qε通常以百分数表示。
③相对伸长率μ 表示拉拔一道次后金属材料长度增量与原始长度之比，即μ=（L H - L Q ）/ L Qμ 通常也以百分数表示。
④积分（对数）延伸系数i 这一指数等于拉拔道次前后金属材料横断面积之比的自然对数，即i=㏑（F Q / F H ）=㏑λ拉拔时的变形指数之间的关系：λ=1/(1-ε)=1+μ=e i各变形指数之间的关系如下表所示。
2 实现拉拔过程的基本条件与挤压、轧制、锻造等加工过程不同，拉拔过程是借助于在被加工的金属前端施以拉力实现的，此拉力称为拉拔力。
拉拔力与被拉金属出模口处的横断面积之比称为单位拉拔力，即拉拔应力，实际上拉拔应力就是变形区末端的纵向应力。
拉拔应力应小于金属出模口的屈服强度。
如果拉拔应力过大，超过金属出模口的屈服强度，则可引起制品出现细颈，甚至拉断。
因此，拉拔时一定要遵守下列条件L σ=L LP F ＜S σ 式中 L σ—作用在被拉金属出模口横断面上的拉拔应力；L P —拉拔力；L F —被拉金属出模口横断面积；S σ—金属出模口后的变形抗力。
对有色金属来说，由于变形抗力S σ不明显，确定困难，加之金属在加工硬化后与其抗拉强度b σ相近，故亦可表示为L σ＜b σ。
被拉金属出模口后的抗拉强度b σ与拉拔应力L σ之比称为安全系数K ，即 K=b Lσσ 所以，实现拉拔过程的基本条件是K ＞1，安全系数与被拉金属的直径、状态（退火或硬化）以及变形条件（温度、速度、反拉力等）有关。
挤压拉拔知识点
挤压拉拔知识点挤压拉拔，是一种常用于金属加工的工艺方法，通过施加压力，将金属材料从一种形状转变为另一种形状。
该工艺在各个行业中广泛应用，特别是在汽车、航空航天和建筑等领域。
本文将介绍挤压拉拔的基本原理、设备和应用。
一、基本原理挤压拉拔是一种塑性变形工艺，主要通过施加轴向力和凸模的作用，使金属材料在约束条件下发生塑性变形，从而改变其截面形状和尺寸。
在挤压拉拔过程中，材料会受到挤压力和摩擦力的作用，形成很高的局部应变，使材料产生塑性流动，最终达到所需的形状。
挤压拉拔通常使用金属材料作为原料，如铝、铜、钢等。
这些金属具有良好的塑性，能够在受力的情况下形成各种复杂的截面形状。
在挤压拉拔过程中，为了减少摩擦阻力和增加金属流动性，通常会使用润滑剂或加热材料。
二、设备介绍1. 挤压机挤压机是实施挤压拉拔工艺的主要设备。
它由压力系统、传动系统和控制系统组成。
压力系统提供所需的压力力量，传动系统将压力传递给凸模，控制系统控制整个挤压拉拔过程的运行。
2. 凸模凸模是挤压拉拔过程中的重要工具，它通过施加压力形成金属材料的塑性变形。
凸模通常由高硬度的材料制成，如合金钢或硬质合金，以保证其耐磨性和耐用性。
3. 夹具夹具用于固定金属材料，并确保其在挤压拉拔过程中的稳定性。
夹具的设计和制造需要考虑金属材料的形状、尺寸和质量要求。
三、应用领域1. 汽车行业挤压拉拔工艺在汽车制造中起着至关重要的作用。
它用于生产汽车车身、车门、车架等零部件。
由于挤压拉拔工艺具有高效、节能和灵活的特点，它能够满足汽车工业对于质量和生产效率的要求。
2. 航空航天行业航空航天领域对于零部件的重量和强度要求非常高，挤压拉拔工艺能够满足这些要求。
它在航空航天行业中广泛应用于飞机外壳、引擎零部件和航天器结构等领域。
3. 建筑行业挤压拉拔工艺也在建筑行业中得到广泛应用。
它可用于生产建筑结构材料，如铝合金门窗、铝合金幕墙等。
挤压拉拔工艺能够有效提高建筑材料的强度和耐久性，同时具有良好的装饰效果。
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五. 拉拔理论基础知识
在外加拉力的作用下，迫使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的制品的加工方法，称之为拉拔（或称拉伸），如下图。
拉拔加工按制品种类分为实心材拉拔和空心材拉拔。
实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔；空心材拉拔主要包括管材、异型空心材拉拔。
其中管材拉拔又有以下几种方法：(1) 空拉；(2) 长芯杆拉拔；(3) 固定芯头拉拔；(4) 游动芯头拉拔；(5) 顶管；(6) 扩径拉拔。
（一）掌握拉拔时常用的变形指数
（二）掌握实现拉拔过程的条件
拉拔过程是借助于在被加工金属的前端施以拉力实现的，如果拉拔应力过大，超过出模口处金属的屈服强度，则可引起制品出现细颈、甚至拉断。
因此，必须满足：σl= P l/F l< σs 式中σl——作用在被拉金属出模口断面上的拉拔应力；P l——拉拔力；
F l——被拉金属出模口处断面积；σs——金属出模口后的屈服强度。
对于有色金属来说，由于屈服强度不明显，确定困难，加之在加工硬化后与其抗拉强度σb相近，故亦可表示为：σl< σb
被拉金属出模口处的抗拉强度σb与拉拔应力σl之比称为安全系数K，即K=σb / σl
所以，实现拉拔过程的必要条件是K>1。
一般K在1.4-2.0之间，即σl=(0.7-0.5)σb
对钢材来说，根据经验σl=(0.8-0.9)σb，安全系数K>1.1-1.25。
（三）熟悉拉拔时的应力状态图
(1) 圆棒拉拔
下图（左）为圆棒拉拔时的应力与变形。
当在棒材前端施以拉力P使之通过模孔变形时，受到模壁给予的压力dN，方向垂直于模壁。
金属在模孔中运动，将在接触面上产生摩擦力dT，方向与金属运动方向相反，摩擦力dT=f n dN。
在上述力的作用下，变形区中的金属绝大部分处于两向压、一向拉应力状态和两向压缩一向延伸变形状态。
在拉伸实心圆断面制品时也是轴对称问题，其径向应力σr与周向应力σθ相等。
应力沿轴向的分布规律：轴向应力σl由变形区入口端向出口端逐渐增大，周向应力σθ及径向应力σr则从变形区入口到出口逐渐减小。
应力沿径向的分布规律：径向应力σr与周向应力σθ由表面向中心逐渐减小，而轴向应力σl分布情况则相反，由表层到中心处逐渐增大。
(2) 管材拉拔。
与棒材拉拔最主要的区别是，失去轴对称变形的条件，因此变形不均匀性、附加剪切变形和应力皆有所增加。
下图（右）是管材空拉时的变形力学图。
主应力图仍为两向压、一向拉的应力状态；主
应变图则根据壁厚增加或减小，可以是两向压缩、一向延伸（壁厚减小），或一向压缩、两向延伸（壁厚增加）。
主应力σl、σr、σθ在变形区内轴向上的分布规律与圆棒拉伸时的相似，但在径向上的分布规律则有较大差别：径向应力σr在管子断面上的分布是由外表面向中心逐渐减小，达管子内表面时为零。
这是因为管子内壁无任何支撑以建立起反作用力之故，管壁上实际为两向应力状态。
周向应力σθ的分布情况由于已是非轴对称问题，与拉伸棒材时不同，而是由外表面向中心逐渐增大。
因此，空拉管时，最大主应力是σl，最小主应力是σθ，σr居中。
（四）熟悉影响拉拔力的主要因素
影响拉拔力的主要因素有材料的机械性能、变形程度、模孔几何形状、反拉力、摩擦与润滑、拉拔速度等等。
(1) 材料机械性能。
拉拔力与材料抗拉强度R m成线性关系，随R m增大，拉拔力增加。
(2) 变形程度。
拉拔力与变形程度之间也存在近似的线性关系。
(3) 模孔几何形状。
影响拉拔力的有模子的锥角和定径带长度。
随模角增大，拉拔应力与屈服强度比值有一最小值，其相应的模角叫合理模角。
增加定径带长度，由于接触摩擦面增大而使拉拔力增加，但是可延长模子使用寿命。
(4) 反拉力。
随着反拉力Q值的增加，模子所受到的压力M q近似直线下降，拉伸力P q 逐渐增加。
但是在反拉力达到临界反拉力Q j值之前，对拉伸力并无影响。
(5) 摩擦与润滑。
拉拔时的摩擦条件对拉拔力的影响很大。
润滑剂的性质、润滑方式、模具材料以及模具和被拉拔材料的表面状态对摩擦力的大小皆有影响。
(6) 拉拔速度。
速度不高的情况下，拉拔力随着拉拔速度的增加而有所增大，继续增加速度对拉拔力无大影响。
（这是因为，虽然金属的变形抗力随着变形速度增加而增大，但变形热将使变形区内金属变形抗力减小，同时，速度增加将有助于润滑剂带入模孔减小拉拔力）
(7) 振动。
试验发现，拉拔时对拉伸工具（模子或芯头）施以振动可以显著降低拉拔力。
（五）掌握拉拔力的确定
拉拔力是拉拔变形的基本参数，确定拉拔力大小的方法有实测法和计算法两种。
其中，计算法又有经验公式法和基于应力平衡法、运动许可速度场法等导出的理论公式法。
И. Л. 皮尔林拉伸应力公式如下：。