拉丝的工艺

拉丝是一种金属加工工艺，通过一个或一系列的拉模来拉拔金属丝，从而减小金属丝的横截面。拉丝有许多应用，包括电线、电缆、张力加载结构部件、弹簧、回形针、轮辐和弦乐器。尽管在工艺上类似，但拉拔不同于挤压，因为在拉拔过程中，金属丝被拉过而不是被推过模具。拉拔通常在室温下进行，因此被归类为冷加工过程，但可以在高温下对大型电线进行拉拔，以减小力。

拉丝工艺在概念上相当简单。通过锤击、锉削、滚压或挤锻，使金属丝开始收缩，从而使金属丝穿过模具。当金属丝穿过模具时，其体积保持不变，因此随着直径的减小，长度增加。通常情况下，为了达到所需的尺寸，需要通过连续较小的模具进行多次拉伸。这可以用拉板在小范围内完成，也可以用自动化机械在大的商业范围内完成。

小导线的断面收缩率通常为15-25%，大导线的断面收缩率为20-45%。特定工作的确切模具顺序是断面收缩率、输入导线尺寸和输出导线尺寸的函数。随着面积减小的变化，模具顺序也会发生变化。

非常细的线通常是成捆的。在一束中，用一种性能相似但耐化学性较低的金属将金属丝分开，以便在拉拔后将其去除。如果断面收缩率大于50%，则在重新拉拔之前，该工艺可能需要一个中间退火步骤。

拉丝通常从一卷直径为9毫米的热轧钢丝开始。首先对表面进行处理以去除氧化皮。然后将其送入拉丝机，该拉丝机可能具有一个或多个串联块。单块拉丝机包括将模具准确地固定在适当位置的装置，以及将金属丝稳定地穿过孔的装置。通常的设计是由一个铸铁工作台，工作台上有一个支架，用来支撑模具，垂直的滚筒旋转，通过将金属丝缠绕在其表面，将金属丝拉过模具，金属丝卷被存储在另一个滚筒上，或者“快速”放在模具后面，并根据需要快速地将金属丝卷下。线鼓或“块”具有快速耦合或脱离其垂直轴的装置，以便线的运动可以立即停止或启动。该块也是锥形的，这样完成时，线圈很容易向上滑脱。在将金属丝连接到块上之前，必须将足够长的金属丝从模具中拉出；这是由缠绕在旋转滚筒上的链条末端的一对夹持钳实现的，因此拉动金属丝直到金属丝能够在块上缠绕两到三次，而金属丝末端由一个小螺丝夹或虎钳固定。当金属丝在金属块上时，金属丝被固定，并通过模具稳定地牵引金属丝；金属块均匀旋转，并以恒定速度运行，拉动金属丝是非常重要的，否则会发生“抓取”，从而使金属丝变弱甚至断裂。

带连续块的机器不同于单块机器，因为它有一系列的模具，通过这些模具，电线以连续的方式被拉出来。由于伸长和滑动，每次连续重绘后钢丝的速度都会发生变化。这种增加的速度是通过每个块具有不同的旋转速度来适应的。其中一台机器可能包含3到12个模具。将金属丝穿过所有模具并绕在砌块周围的操作称为“架线”。通常需要在中间过程中退火来抵消冷加工的影响，并允许进一步拉拔。最终退火也可用于成品，以最大限度地提高延展性和导电性。电话线就是在连续拉丝机上生产产品的一个例子。从热轧棒料中抽出20至30次。

拉拔过程中的润滑对于保持良好的表面光洁度和较长的模具寿命至关重要。以下是不同的润滑方法：

湿拉：模具和金属丝或杆完全浸入润滑剂中。

干拉拔：金属丝或金属棒穿过一个覆盖金属丝或金属棒表面的润滑剂容器。

金属涂层：金属丝或杆涂有软金属，对固体起着润滑剂的作用。

超声波振动：模具和芯轴受到振动，这有助于减少阻力，并允许每次传递的量更大。

辊模拉拔：用辊模代替固定模，将剪切摩擦转化为滚动摩擦，拉拔力会急剧减小。