拉拔棒料和管子

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第214页（2298字）

表70给出拉拔棒料和管子所推荐采用的凹模与心轴材料。对尺寸较大的工件实际上从来不用金刚石，在大约3／4的应用场合，都采用硬质合金。拉拔Φ90mm以下的商用圆棒料很少用工具钢作拉拔模具，硬质合金常来作为拉拔外径大达280mm的不锈钢管。

表70 推荐供拉拔棒料、管材及复杂型材的模具材料

注：(a)凹模和心轴用的工具钢通常镀铬。

(b)“硬质合金”表示采用装在钢杆上的硬质合金的头。

(c)外径10英寸×壁厚3／4英寸。

(d)1．5mm以下用金刚石；1．5mm以上用硬质合金。

(e)推荐供大型管子或仅适用于不锈钢的复杂型材。

对常规产品，必须拉制足够的数量，用硬质合金才合算。此外。棒材或管用硬质合金模还可改制供下一档较大尺寸模具之用。改制后模具的寿命基本上仍将与先前一样。在拉拔钢棒料时，如适当规划所要拉拔材料成分的顺序，可以增加模具的正常寿命。例如：拉拔直径为25．4mm含0．45%碳的钢棒料，允许直径负公差为0．08mm，但对这类产品必须允许棒料在通过模具时弹性膨胀0．05mm，当模具与工件接触面磨损到支承面最大尺寸时，直径仍将有25．35mm，这时，有可能用这模具来拉拔0．20%的钢棒料，因它的屈服强度较低。当这一档极限公差达到后(直径25．38mm或支承面0．999英寸)，那么，这套模具还可用于含碳量更低的碳素钢，例如：低碳光圆，它的膨胀更少，直至支承面达到25．4mm，最后可将模具再加工到下一可用尺寸。在很多情况下拉拔顺序的方案会比上述更要复杂。在规划拉拔顺序时，必须考虑影响拉拔尺寸大小的钟形角、引入角、后倒角以及相继的平直量，因为它们都会影响到弹性胀量。

由于硬质合金的高硬度，磨损到接近下一尺寸大小的硬质合金模具改制费用亦随之降低，但对用工具钢制成的模具就未必如此，因为可以把它退火软化，改制后再淬硬。

由于成本高的原因，对较大模具采用硬质合金可能有所顾虑。如果一个大的硬质合金破裂，经济上的损失很大，但直径大到280mm的硬质合金模具，也曾用得很成功而且很经济。有一个工厂报道，在报废之前钢模平均可生产直径180mm的油井套管长达10千米，硬质合金模用于生产同样的套管平均可达122千米；有一个硬质合金模具已经生产过180千米。在此例中，硬质合金模每单位提拔长度的模具成本仅为钢模的五分之一。

当所需拉拔的形状很复杂时，模具材料的选择不太肯定。少于300米的小批量生产通常采用工具钢较便宜；对大批量生产，不带锐边的则用硬质合金通常更为经济些。因为锐边可能会使硬质合金碎裂，在此情况下，即使工具钢模会因为磨损而常要更换也要采用工具钢模。有一种常用的合适的P／M工具钢，CPM10V是代替硬质合金的另一代替品，CPM10V的韧性相当于常用工具钢D2和M2，在用于拉拔模时具有实质上较优越的抗磨性能。

截面可调模 截面可调凹模经常用于拉拔长方形和方形棒料，并在拉成后需带锐边的场合，凹模由实心硬质合金的侧块和端块组成，端块的尺寸大小决定于被拉棒料的位置，侧块的位置决定宽度，需要用一种特殊的凹模固定板，采用经过硬化并磨制的加强板以保证合适的配合。这种凹模不宜用来拉拔带圆角的长方形棒料。

心轴 不论是硬质合金或是经过硬化的工具钢，用作心轴是令人满意的。但当管子直径小于125mm，则用硬质合金更为经济些。为了这一应用目的是在适当长度做成硬质合金心轴头的结构，有的是钎焊式的，有的是用机械方式套上去的，以便于更换。拉制型材的心轴头可用硬质合金，但对硬质合金的采用正像把硬质合金用于制作拉拔型材一样也要留有余地。拉拔内径超过155mm管子时，推苯采用工具钢心轴。

模具破裂 拉拔棒料与管子最经常发生的模具破裂便是模具设计中缩减率选择不当引起的。模具过硬也常导致破裂，特别是拉制薄壁管。缺少润滑，过高的拉拔速度及其他操作中的激烈情况也常导致模具破裂。

工具钢模的许可硬度与拉拔速度、缩减率成反比，对缩减率超过20%，高速度情况下，硬度可采用HRC58～60；对缩减小一些，速度低一些的，硬度可提高到HRC60～64。

当模具尺寸增大时，对硬质合金模具要注意选择硬质合金的类别。用于制作拉拔各种不同尺寸棒料和管子的硬质合金凹模材料见表71，最后选择哪一种，通常是在和供应商商量后决定的。

表71 推荐供拉拔棒料、管子及型材凹模用的硬质合金类别

注：(a)对凹模指内径；对心轴指外径；对复杂形状指外接圆。

(b)各种直径的剩余成分为WC。

拉拔棒料和管子用模具的工作面光洁度是十分关键的，经过抛光的和不抛光的相比较，模具寿命可增加200%。对经过硬化的钢凹模和心轴，通常推荐采用0．08～0．25mm厚的镀铬层。