一种适用高强超细钢丝的拉拔模具的制作方法

本发明涉及钢丝拉拔模具技术领域，尤其是涉及一种适用高强超细钢丝的拉拔模具。

背景技术：

工业上许多东西是用切割线来切割的，比如光伏领域的多晶硅切片，随便太阳能光伏领域的高速发展，金刚石切割线在多晶和单晶硅片切片技术的应用越来越精益求精，高强超细钢丝金刚母线的需求呈井喷式增长。金刚石切割线顾名思义，跟金刚石有关。大体上是把金刚石的微小颗粒镶嵌在线上，来做成金刚石切割线。金刚线具有了金刚石微型的锯齿，增加了钢线的切割能力，可以大大加快切割速度。

金刚线切割技术对超细钢丝金刚母线的要求也变高，要求直径更细强度更高。母线直径由之前0.11mm变成0.07mm、0.065mm、0.06mm、0.05mm甚至更细，强度由之前3800Mpa变成4300Mpa以上，这就意味对高强超细钢丝金刚母线的要求也更高。

目前行业内现有的常用方法是采用区域分明的4个区（入口区、变形区、定径带、出口区）或5个区（入口区、润滑区、变形区、定径带、出口区）的流线型模具，在粗钢丝拉拔过程中应用比较广泛，但是在超细高强度钢丝拉拔过程中，却出现大量断丝，圈径、表面差不良等颇多问题。

专利CN201710475939.7公开了一种钢帘线拉丝模具，包括模具本体，模具本体具有拉丝孔，进口区的锥角为ɑ1，润滑区的锥角为ɑ2，定径区的锥角为ɑ3，减压区的锥角为ɑ4，出口区的锥角为ɑ5，并且ɑ1>ɑ2>ɑ5>ɑ3＝ɑ4；模具本体的高度为H，进口区的高度为H1，润滑区的高度为H2，工作区的高度为H3，定径区的高度为H4，减压区的高度为H5，出口区的高度为H6，并且H3>H4>H6>H2＝H1>H5。上述方案相比现有常用工艺的确有一定程度上的进步，但是仍然存在一些缺陷：各个分区之间存在棱角，这些棱角会阻碍润滑液的流通，并且会形成回流漩涡，使得在前的分区润滑液过多而在后的分区润滑液不足，甚至在润滑区不能够形成润滑膜，从而导致钢丝与模具纸件过干磨损，使得钢丝没有收到标准工艺的拉拔，而模具也会磨损过快；该模具分区有6个，每个分区分配长度过小，这样会造成钢丝在模具中变形区的接触面积不够，不能均匀变形，容易产生断丝，且这样的设置棱角过多，增加了模具与钢丝之间的无效磨损，再者分区过多为了使得钢丝挤压变形直径变小会导致设置模具的孔径也相应变小，容易使得加工残渣留在模具内部；工作区包括有定径区，定径区与钢丝接触面为线接触面，不仅增加了拉拔阻力，不利于钢丝带出润滑液和散热，而且对设备的精度和调机技能要求更高，尤其是对高强度和低直径的钢丝来说反而增加了操作难度，如此开启整个机械的调试需要花费大量的时间，效率低下。

因此，如何改善当前状况，在生产过程中提高更好的润滑效果，减少断丝、圈径和表面等不良问题，增强拉拔润滑的稳定性能，提高生产效率和优良率是现在亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种适用高强超细钢丝的拉拔模具。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用高强超细钢丝的拉拔模具，该拉拔模具包括模具本体，模具本体上开有贯通模具本体的通孔，该通孔为拉拔通孔，拉拔通孔呈漏斗形，其上下部口径大于中间部口径。

所述拉拔通孔的孔型结构从上到下依次为入口区、变形定径区和出口区，入口区和变形定径区、变形定径区和出口区之间的过渡部均为平滑圆弧过渡，所述平滑圆弧过渡的倒圆半径为R，R为2-5mm。在一个实施例中，所述变形定径区锥角α2为6-8°。所述入口区、变形定径区和出口区的轴向高度为H1、H2和H3，并设置H1、H2和H3的高度比例为1:1:1。

本发明的一个优势在于，拉拔模具的拉拔通孔设置为入口区、变形定径区和出口区三个分区，三个分区轴向高度近乎相等，分区数量较少，可以更有效地分配模芯，使得每个分区拉拔工艺加工的长度更加充足，特别是把变形定径区锥角α2加工到8°以下，在变形定径区增大钢丝模芯与模具的接触面积，让钢丝模芯在变形定径区内缓慢变形，适合高强度细直径钢丝拉拔；模芯变形更加均匀，也避免了产生断丝的问题。

本发明的另一个优势在于，该拉拔模具没有明确的定径带，少了一道定径的工序，对拉拔操作来说，减少原有定径带中钢丝模芯与模具的接触造成的磨损，也有利于钢丝模芯带出润滑液。

本发明的另一个优势在于，该拉拔模具将所有分区近乎整合为一个整体，分区之间没有明显的过渡棱角，不会形成回流漩涡，平滑的圆弧过渡部减少了钢丝带润滑液的阻力，增加了钢丝模芯表面润滑液的带入量，提高了润滑液的利用率。润滑液的利用率提高了之后，能够在拉拔通孔内部形成更完整的润滑膜，使得钢丝模芯的拉拔操作更加顺畅，操作时产生的工艺残渣也能够随润滑液被顺利带出，拉拔通孔中能保持洁净，从而增强润滑畅通效果并保持拉拔过程润滑的稳定性能，减少模具磨损，延长使用寿命。

所述入口区为倒锥形，锥角为α1，出口区为正锥形，锥角为α3，变形定径区上部为倒锥形，下部为正锥形，变形定径区上下两部的锥角大小相等，均为α2，并且α1＞α3＞α2。在一个实施例中，所述入口区锥角α1为45-65°。所述变形定径区锥角α2为6-8°。所述出口区锥角α3为30-50°。所述变形定径区的上部和下部的轴向高度比例为1:1。

本发明的另一个优势在于，该拉拔模具变形定径区是整合在一起的，钢丝模芯直径主要靠变形定径区上下部分界的圆环决定。这样就使得钢丝模芯与变形定径区的接触为点接触，设备的对中性和精度要求相对传统的模具要低。点接触相对于传统模具有一定长度的定径带而使得与钢丝模芯的接触为线接触来对比，减小了拉拔阻力，更利于钢丝模芯带出润滑液，散热效果更好，对设备的精度和调机技能要求更低，尤其是对高强度和低直径的钢丝来说操作要求也更低。

作为本发明所述的一种智能光跳线进一步优化方案，所述拉拔通孔设置于模具本体的中部。

作为本发明所述的一种智能光跳线进一步优化方案，所述拉拔模具还设置有上支撑座和下支撑座。

与现有技术相比，本发明的有益效果总结如下：（1）有效分配模芯，使得每个分区拉拔工艺加工的长度更加充足，特别是把变形定径区锥角α2加工到8°以下，在变形定径区增大钢丝模芯与模具的接触面积，让钢丝在变形区内缓慢变形，适合高强度细直径钢丝拉拔；模芯变形更加均匀，也避免了产生断丝的问题；

（2）该拉拔模具没有明确的定径带，少了一道定径的工序，减少原有定径带中钢丝模芯与模具的接触造成的磨损，也有利于钢丝模芯带出润滑液；

（3）分区之间没有明显的过渡棱角，不会形成回流漩涡，平滑的圆弧过渡部减少了钢丝带润滑液的阻力，增加了钢丝模芯表面润滑液的带入量，提高了润滑液的利用率。润滑液的利用率提高了之后，能够在拉拔通孔内部形成更完整的润滑膜，使得钢丝模芯的拉拔操作更加顺畅，操作时产生的工艺残渣也能够随润滑液被顺利带出，拉拔通孔中能保持洁净，从而增强润滑畅通效果并保持拉拔过程润滑的稳定性能，减少模具磨损，延长使用寿命；

（4）钢丝模芯直径主要靠变形定径区上下部分界的圆环决定。这样就使得钢丝模芯与变形定径区的接触为点接触，设备的对中性和精度要求相对传统的模具要低。点接触相对于传统模具有一定长度的定径带而使得与钢丝模芯的接触为线接触来对比，减小了拉拔阻力，更利于钢丝模芯带出润滑液，散热效果更好，对设备的精度和调机技能要求更低，尤其是对高强度和低直径的钢丝来说操作要求也更低。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明过渡部的局部放大图；

附图标记说明：1-模具本体；2-拉拔通孔；3-入口区；4-变形定径区；5-出口区；6-上支撑座；7-下支撑座；8-过渡部。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2所示，一种适用高强超细钢丝的拉拔模具，该拉拔模具包括模具本体1，模具本体1上开有贯通模具本体1的通孔，该通孔为拉拔通孔2，拉拔通孔2呈漏斗形，其上下部口径大于中间部口径。

如图1、图2所示，所述拉拔通孔2的孔型结构从上到下依次为入口区3、变形定径区4和出口区5，入口区3和变形定径区4、变形定径区4和出口区5之间的过渡部8均为平滑圆弧过渡，所述平滑圆弧过渡的倒圆半径为R，R为2-5mm，优选地，如图2所示，入口区3和变形定径区4之间的平滑圆弧过渡的倒圆半径为3.5mm。

如图1、图2所示，所述入口区3为倒锥形，锥角为α1，出口区5为正锥形，锥角为α3，变形定径区4上部为倒锥形，下部为正锥形，变形定径区4上下两部的锥角大小相等，均为α2，并且α1＞α3＞α2。

如图1、图2所示，本实施例中，优选地，所述入口区3、变形定径区4和出口区5的轴向高度为H1、H2和H3，并设置H1、H2和H3的高度比例为1:1:1。

如图1、图2所示，本实施例中，优选地，所述拉拔通孔2设置于模具本体1的中部。

如图1、图2所示，本实施例中，优选地，所述入口区3锥角α1为45-65°。所述变形定径区4锥角α2为6-8°。所述出口区5锥角α3为30-50°。

如图1、图2所示，本实施例中，优选地，所述变形定径区4的上部和下部的轴向高度比例为1:1。

如图1、图2所示，本实施例中，优选地，所述拉拔模具还设置有上支撑座7和下支撑座8。

需要说明的是，拉拔模具的拉拔通孔2设置为入口区3、变形定径区4和出口区5三个分区，三个分区轴向高度近乎相等，分区数量较少，可以更有效地分配模芯，使得每个分区拉拔工艺加工的长度更加充足，特别是把变形定径区4锥角α2加工到8°以下，在变形定径区4增大钢丝模芯与模具的接触面积，让钢丝模芯在变形定径区4内缓慢变形，适合高强度细直径钢丝拉拔；模芯变形更加均匀，也避免了产生断丝的问题。

该拉拔模具没有明确的定径带，少了一道定径的工序，对拉拔操作来说，减少原有定径带中钢丝模芯与模具的接触造成的磨损，也有利于钢丝模芯带出润滑液。

该拉拔模具将所有分区近乎整合为一个整体，分区之间没有明显的过渡棱角，不会形成回流漩涡，平滑的圆弧过渡部减少了钢丝带润滑液的阻力，增加了钢丝模芯表面润滑液的带入量，提高了润滑液的利用率。润滑液的利用率提高了之后，能够在拉拔通孔2内部形成更完整的润滑膜，使得钢丝模芯的拉拔操作更加顺畅，操作时产生的工艺残渣也能够随润滑液被顺利带出，拉拔通孔2中能保持洁净，从而增强润滑畅通效果并保持拉拔过程润滑的稳定性能，减少模具磨损，延长使用寿命。

该拉拔模具变形定径区4是整合在一起的，钢丝模芯直径主要靠变形定径区4上下部分界的圆环决定。这样就使得钢丝模芯与变形定径区4的接触为点接触，设备的对中性和精度要求相对传统的模具要低。点接触相对于传统模具有一定长度的定径带而使得与钢丝模芯的接触为线接触来对比，减小了拉拔阻力，更利于钢丝模芯带出润滑液，散热效果更好，对设备的精度和调机技能要求更低，尤其是对高强度和低直径的钢丝来说操作要求也更低。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。