铜管拉拔用硬质合金模具表面摩擦磨损分析以及使用寿命研究

【摘要】： 本文从事了铜管用YG6硬质合金拉拔模表面摩擦、磨损的分析和使用寿命的研究，目的是查明硬质合金拉拔模具大量报废的原因。经过现场试验，结果表明：硬质合金拉拔模用来拉拔铜管时它的耐磨性很高，可以达到100多吨，每磨去0.01mm可以生产铜管近8万米。拉拔外模有74％的发生磨损，磨损的厚度为0.01mm～0.05mm，游动芯头几乎不发生磨损。在拉拔过程中拉拔模与铜管表面之间的润滑状态为边界润滑，甚至是干摩擦，这样的润滑状态导致了模具表面粗化，破坏了游动芯头的动态受力平衡。硬质合金拉拔模表面磨损宏观形貌主要是环沟和竖道，在扫描电镜下可以看到3μm～5μm的划痕，计算机模拟的结果表明：外模比游动芯头所受到的法向力和摩擦力都大一个数量级，模具表面出现的磨损形貌位置和实际生产过程中的位置非常符合，这也说明了在生产过程中模具配模、工艺安排合理。在扫描电镜下观察铜管表面存在的缺陷、润滑油中杂质的大量存在以及模具表面粗化严重，结果表明硬质合金模具与铜管表面之间的润滑状态是边界润滑或干摩擦。硬质合金拉拔模的耐磨性和工艺两方面并不是导致游动芯头大量报废的主要原因。主要原因是游动芯头在使用过程中表面粗化，润滑状态很差，导致其大量报废。因此提高硬质合金拉拔模的使用寿命主要研究方向是改善润滑条件。