一种拉拔油循环装置及微正压拉拔模具机构的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于金属材料制备与加工领域。特别涉及金属材料在拉拔塑性形变时表面油膜的形成和油膜的作用，以及油膜对拉拔金属表面质量的影响。
【背景技术】
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[0002]传统拉拔工艺是指在外加拉力作用下，使金属工件通过孔型模具以获得所需形状和尺寸制品的塑性形变加工方法。金属拉拔是压缩变形和拉伸变形共同作用下的塑性形变过程，冷拔成型是制备金属线材、管材的主要方法。近些年来出现了一些新拉拔工艺，如反张力拉拔、辊式模拉拔、超塑性无模拉拔、超声波振动拉拔等。
[0003]拉拔过程形成滑动摩擦，所产生的摩擦阻力对拉拔质量、拉拔精度和拉拔速度有很大的影响。拉拔实心金属时产生的质量问题有:表面裂纹、中心裂纹、起皮、麻坑、起刺、内外层机械性能不均匀等；拉拔空心金属时产生的质量问题有:表面划伤、皱折、弯曲、偏心、裂纹、断头等。因此，减小拉拔所产生的摩擦阻力是改善和提升拉拔质量、拉拔精度和拉拔速度的主要方向。
【发明内容】
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[0004]本发明涉及一种金属拉拔形变的强制润滑机制，如图1所示，该润滑循环系统101包括了强制润滑机构10，盛有润滑介质60的工作容器20，润滑介质储存箱30，润滑介质循环栗40，润滑循环连接管路50，拉拔金属工件70和经拉拔的金属工件71。
[0005]本发明所涉及的强制润滑模具机构10，其特征在于金属拉拔经由强制润滑模具机构10完成塑性形变过程。如图2所示，强制润滑模具机构10置于盛有润滑介质60的工作容器20中，工作容器中的润滑介质表面高于被拉拔金属70的外表面，工作容器20中的润滑介质可以在循环系统控制下通过连接管路50自动添加也可以人工添加。
[0006]如图3所示，强制润滑模具机构10是由模具基座7和模芯I配装组成。模具基座7内设有前止口 8、后止口 9，模芯I装配在模具基座7上由前止口 8和后止口 9限位并由法兰5及法兰螺栓6将其固定。模芯I由模具2和增压套3配装组成，模具2装配在模芯I的前端，增压套3在模芯I的后端。增压套由增压区4和增压套腔体构成，增压套3的前端为增压区后端为腔体，模具2和增压套3以及增压区4的中心保持在同一水平线上。增压区内积聚有微正压的润滑介质60，增压区的容积与润滑介质压力成反比。
[0007]强制润滑模具机构10的工作原理是高速拉拔初始时，少部分润滑介质以一定的粘度或粒度随被拉拔金属工件进入模具，经过模具后润滑介质积聚在增压套腔体内的增压区，增压区的几何形状因被拉拔金属的形状而异，如金属形状为圆形时增压区为喇叭状。增压区的容积与润滑介质压力成反比，润滑介质在增压区积聚后形成正压力，压力范围约为
0.15MPa?0.3MPa。在一定的拉拔工况条件下，设计合理的增压区形状以及控制增压区的容积可以调制上述正压力的范围。在金属工件连续拉拔的过程中润滑介质在压力的作用下被强制压入金属工件与模具之间，在金属表面与模具内壁之间形成油膜，油膜厚度与拉拔速度及增压区的压力有关，控制适当的油膜厚度并在油膜的隔离和润滑作用下，金属表面与模具内壁在模具工作区可形成非直接接触，使拉拔所产生的摩擦力趋近于零，从而显著改善了金属拉拔形变的工艺条件，较大幅度地提高了金属拉拔形变的表面质量。
[0008]金属拉拔模具的通用结构是由入口区、工作区(又称压缩区)、定径区、出口区组成，金属拉拔形变时的润滑介质依附在金属工件的表面经由模具入口区进入工作区，形成的油膜对金属工件表面润滑，减小了金属表面与模具内壁的摩擦力。金属工件70经过上述润滑模具系统精密拉拔后，在润滑介质中继续通过设在强制润滑机构尾端的尼龙防擦套装置11后导出强制润滑模具机构10。
【附图说明】
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[0009]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
[0010]图1为本发明润滑循环回路系统101示意图，其中包括:1、强制润滑机构单元10 ;
2、润滑介质工作容器单元20 ;3、润滑介质储存箱单元30 ;4、润滑介质循环栗单元40 ;5、润滑循环连接管路单元50 ;6、润滑介质60 ;7、拉拔前的金属工件70 ;8、拉拔后的金属工件71。
[0011]图2为本发明润滑介质工作容器20及强制润滑机构10的结构剖面图。
[0012]图3为强制润滑机构10结构剖面图，其中包括:1、模芯I;2、模具2 ;3、增压套3 ;
4、增压区4 ;5、模具基座7 ;6、模具基座前止口 8 ;7、模具基座后止口 9 ;8、尼龙防擦套装置11 ;9、法兰螺栓6 ;10、法兰5。
【具体实施方式】
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[0013]下面结合附图及实施例对上述方案做进一步说明。在此应理解为这些实施例以及提供的数据是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体试验或生产的工况条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0014]实施例:一种金属拉拔形变的强制机制，具体涉及润滑循环回路系统101。润滑介质储存于储存箱30中，由循环栗40将润滑介质经循环连接管路50添加到润滑介质工作容器20中。由模具基座7和模芯I组成的强制润滑机构10镶嵌在润滑介质工作容器20中，拉拔模芯I装配在模具基座7上经前止口 8和后止口 9限位，再经由法兰5及法兰螺栓6将其固定。拉拔模具2装配在拉拔模芯I的前端，后端为增压套3，拉拔模具2、增压套及增压区4的中心保持在同一水平线上。
[0015]金属工件经过防刮擦密封套后进入润滑介质工作容器20中，并完全沉浸于润滑介质中。金属工件经过拉拔模具时发生塑性形变，依附在金属工件表面的润滑介质随工件一起经模具入口区进入模具的压缩区，附着在工件表面的润滑油膜对压缩形变时的工件表面与模具内壁起到润滑隔离作用，减小了工件表面与模具内壁的摩擦力。随后，金属工件经模具定径区定型后经模具出口区至增压套的增压区，增压区内积聚的微正压(0.15MPa?
0.3MPa)润滑介质60全面覆盖经由定型区和出口区进入增压套的金属工件。拉拔形变后的金属工件经由模具基座后端口的尼龙防刮擦封套装置11后离开强制润滑机构10，再经防刮擦密封套后离开润滑介质工作容器20，完成强制润滑下金属拉拔的塑性形变过程。
[0016]上述实例仅为了说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟知此技术原理的人士能够充分了解本
【发明内容】
并据以实施，不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换、装饰或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种强制润滑模具机构，其特征在于强制润滑模具机构是由模具基座和模芯组成，模芯是由模具和增压套组成，强制润滑模具机构置于盛有润滑介质的容器中，容器中的润滑介质表面高于被拉拔金属的外表面，润滑介质由循环栗回路自动添加或由人工添加。2.根据权利要求1所述的强制润滑模具机构，其模具基座内设有前止口和后止口，模芯装配在模具基座上由前止口和后止口限位并由法兰及法兰螺栓将其固定。3.根据权利要求1所述的模具装配在模芯的前端，后端为增压套，增压套内前端为增压区后端为腔体，增压区内积聚有微正压的润滑介质，增压区的几何形状因被拉拔金属的形状而异，增压区的容积与润滑介质压力成反比，模具、增压套及增压区的中心在同一水平线上。
【专利摘要】本发明涉及一种金属拉拔的强制润滑模具机构，其特征在于由强制润滑模具机构完成金属拉拔的塑性形变。高速拉拔时，具有一定粘度的润滑介质随拉拔金属工件经过模具，润滑介质随后积聚在增压套腔体以及腔体内的增压区，增压区的几何形状因被拉拔的金属形状而异，润滑介质在增压区积聚后形成正压力。在连续拉拔过程中，润滑介质在压力作用下被强制压入金属与模具之间，在金属表面与模具内壁之间形成油膜，并在油膜的润滑作用下，金属表面与模具内壁在模具的压缩区和定径区非直接接触，从而减小了拉拔摩擦力，显著改善了金属塑性形变的工艺条件，大幅度提高了金属经拉拔形变的表面质量。
【IPC分类】B21C3/14
【公开号】CN105195538
【申请号】CN201510638215
【发明人】不公告发明人
【申请人】艾洛益(杭州)材料科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月28日