[发明专利]基于水润滑拉拔的多道次金属拉拔装置

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属、不锈钢等棒材、管材、线材加工技术领域的润滑拉拔装置，具体是一种基于水润滑拉拔的多道次金属拉拔装置。

背景技术

在现代制造领域，金属冷拔加工是应用最普遍的加工工艺。拉拔模具已成为金属制品、电线电缆等行业最常用的关键器件，应用范围广，市场容量大。在金属拉拔加工过程中，油基润滑剂被广泛应用于减小模具和管线材之间的摩擦系数，降低拉拔模具的磨损，从而达到延长模具使用寿命，提高加工质量和生产效率等目的。

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)金刚石薄膜在水润滑条件下具有优异的摩擦学性能，如极低的摩擦系数和磨损率，以及良好的自润滑性。一方面，CVD金刚石薄膜稳定的表面化学性能保证了其表面在水润滑摩擦的过程中不易发生腐蚀、氧化等化学反应;另一方面，CVD金刚石薄膜的表面一般为疏水性表面，这有利于提高水润滑膜的成膜性，从而减少配副表面之间的直接接触及机械作用，有效降低了摩擦副的摩擦力及配副表面的磨损。沈彬等人在期刊《Transactions of nonferrous metals society of china》23卷第1期的Application of ultra-smooth composite diamond film coated WC一Co drawing dies under water-lubricating conditions一文中用拉拔实验阐述了CVD金刚石涂层模具在水润滑条件下的优异性能。实验结果表明，超光滑金刚石复合涂层拉拔模具在水润滑条件下加工低碳钢管比传统硬质合金模具在油基润滑条件下的加工产量提高20倍左右。结果表明，CVD金刚石薄膜与水润滑技术相匹配能有效改善拉拔模具的摩擦学性能，提高模具的使用寿命、加工精度、生产效率及拉制产品的质量和光洁度，提升产品档次。

传统的润滑油粘附在管材上从而被带入到模具的拉拔区域进行润滑。然而，水基润滑剂的粘度较低，无法很好地粘附在管材上，若使用传统的拉拔装置会导致水基润滑剂无法进入拉拔工作区域从而达不到润滑效果，传统的拉拔模具支撑装置无法满足水基润滑剂拉拔加工的要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于水润滑拉拔的多道次金属拉拔装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于水润滑拉拔的多道次金属拉拔装置，包括支架2、固定在支架2内部的拉拔腔3、设置于拉拔腔3内部的模具组8、密封圈4和润滑室组5、以及固定在支架上2的盖板9，所述拉拔腔3与支架2相连通，拉拔过程中润滑室组5中充满润滑剂10，从而使管线材1与模具组8接触区域始终浸入润滑剂10中，进而得到有效的润滑和冷却。

优选地，所述支架2上设有若干个支架润滑剂入口6和支架润滑剂出口7，所述拉拔腔3通过螺栓固定在支架2内部，拉拔腔3上有若干组相互对应的拉拔腔润滑剂入口和拉拔腔润滑剂出口，其中，若干个拉拔腔润滑剂入口与支架润滑剂入口6的中心线一一对齐;所述相对应的一组拉拔腔润滑剂入口和拉拔腔润滑剂出口之间的中心线夹角为40°。

优选地，所述模具组8包括第一道次模具、第二道次模具和最后道次模具，所述润滑室组5包括第一润滑室、第二润滑室和第三润滑室，所述拉拔腔3内部沿着管线材1拉拔方向依次放置密封圈4，第一润滑室，第一道次模具，第二润滑室，第二道次模具，第三润滑室，最后道次模具，其中，所述密封圈4的内径略大于管线材1的进线直径，所述第一润滑室、第二润滑室和第三润滑室上均设有与拉拔腔润滑剂入口和拉拔腔润滑剂出口相对齐的开口，所述盖板9的端面与最后道次模具的端面压紧并固定在支架2上。

优选地，所述第一道次模具、第二道次模具和最后道次模具均包括模套和模芯，所述模套为不锈钢套，所述模芯为具有优异水润滑性能的纳米金刚石涂层拉拔模具，所述模套和模芯之间采用热镶套配合。

优选地，沉积在拉拔模具内孔表面的纳米金刚石涂层的厚度为8～10μm，晶粒尺寸为60～80nm，表面粗糙度为80nm。

优选地，所述第一润滑室、第二润滑室和第三润滑室上的开口均为60°。

优选地，所述润滑剂为水基润滑剂。

优选地，支架2的端面上和拉拔腔3的端面上均设有相连通的管线材入口，所述管线材入口的中心线在同一条直线上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:

1、本发明的装置结构简单，设计合理。