金屬線是一（yī）種（zhǒng）常（cháng）見的產品形式，通（tōng）常是指絲、線或杆。隨著經濟的不斷發展，需求和也**繁榮。在競爭越來越激烈的時代，以****的成本出讓顧（gù）客滿意的產品的競爭壓力，促進了拉絲技術的持續進步。盡管*細的金屬線已經達（dá）到（dào）了幾微米，**的鋼絲強度已經超過了（le）4000MPa，但我們還麵（miàn）臨著不斷變化的需求及非金屬材料的（de）競（jìng）爭，所以我們需（xū）要更憐快、更好的拉絲技術。
   1、拉絲技術的曆史回顧
   已知*早的金屬線是由埃及人在大（dà）約公元2750年（nián）做的多線。在我國西安秦始皇兵馬俑的考古中發現大量的石（shí）甲（jiǎ）衣中采用了銅線，這也許是中國*早的金（jīn）屬線實證。公元（yuán）400-1100年，金屬線（xiàn）技（jì）術開始在很多***發展起來，開始用手或馬（mǎ）拉的方式拉絲，慢慢地，後來發明了一些技（jì）術，如絞盤、秋千、棘輪，並利用了重力。17世紀（jì）歐洲人開始采用水力（lì）拉絲。1769年蒸汽發動機的（de）發明取代了人力拉（lā）絲技術以及（jí）水力拉絲[1]。20世紀電機技（jì）術的（de）推廣，為拉絲技術的飛躍提（tí）供（gòng）了（le）新動力。
   1632年，開發出鋼絲製針的工匠偶然發現，鋼絲上的人尿殘留層起到了潤滑（huá）鋼絲的作用，並且發現潤滑可以減少動力需要。
   早期有人嚐試石模，後來有了鐵模。從明朝江西人（rén）宋應星1637年（nián）在分宜所著《天工開物》中所做的（de）描述中，可以（yǐ）發現用鐵（tiě）模拉絲：“凡針先錘（chuí）鐵為細條。用鐵尺一根，錐成線眼，抽過條鐵成線，逐寸斷為針……”。1970年（nián），新餘仍（réng）有老工人在台虎鉗上手工（gōng）拉鐵絲。貴州的首飾工匠現在還用手（shǒu）工拉銀線。
   1834年德國人Wilhelm Albea發明了鋼絲繩，同期在英國架起（qǐ）了電報線，並開始做海底電報線。
   電機的發明（míng）促使了單卷筒拉絲機的出現。為了提有（yǒu）效率（lǜ）和質量，在單拉（lā）機實現了（le）2道，甚至3道拉拔（滑（huá）動拉絲），采用了騎馬式起線器和（hé）水冷技（jì）術，模具技術不斷提高。1993年，筆者參觀堪（kān）薩斯州的聯合鋼絲繩公司時，仍看（kàn）見他們在用單拉機，不過一個人開6台，盤重大（dà）約1 t，效率還（hái）是不低。倒立式單拉機和水平卷（juàn）筒的拉絲機仍擁（yōng）有（yǒu）了大量的使用，適合加工道次少和中大尺寸的鋼絲產（chǎn）品，並且很容易實現大盤重。
   隨著交流（liú）電機及控製技術的發展，20世紀初發明了連續式拉絲機（jī），降低了人工成本，並提高了拉絲速度。MORGAN是早（zǎo）期主要的拉絲機（jī）企業之一。20世紀（jì）30年代後（hòu）期Marchal Richard Barcro公司發明了B—B拉絲機（雙積（jī）線（xiàn）），改善了冷卻，並減少了（le）扭轉問題。該設備特（tè）別受鋼絲繩廠的歡迎，到1976年該公司停業時，已有（yǒu）上（shàng）千台這樣的設備投入使（shǐ）用。
   後來出現的拉絲（sī）機是活套式，20世紀（jì）70年代末德國的KOCH公司發明了直線式調諧輥式（shì）SEN-SOR ARM拉絲機（jī）。大約1970年發（fā）明的窄縫式冷（lěng）卻技術為拉絲速度的提高提供了（le）非常有利的條件。改進卷筒設計、卷筒外風冷、旋（xuán）轉模、直接水冷的采用都是提高拉絲機性能的技術（shù）。20世紀90年（nián）代起出現了臥式（shì）連續拉絲機，主要是出於降低勞動強度的需要，且便於維修（xiū）。拉細絲（sī）時可以兩排布置，降（jiàng）低了占地麵積，大型的（de）已（yǐ）經發展到直徑為1 270mm的卷
   筒（tǒng）。
   在避免鋼絲扭轉的同時，直線式拉絲（sī）機獲得了（le）**的道次與速度協調能力。速度更快、質量更好，易操作和維護，可靈活配模（mó），因（yīn）電氣技術的發展（zhǎn）使得能耗下降了。
   隨著數字技術的（de）發展，可以通過一台計算機監控一（yī）組拉絲機的工作狀態。
   幹式連續（xù）拉絲機的卷（juàn）簡直徑（jìng）是（shì）250-1270mm，直流或交流的（de）電機功率為15-160kW。小型幹式拉絲機工作速度達到25m/s以上，大型拉絲機的產能（néng）已突破2萬t/a。
   基於滑動拉絲技術的濕拉設備（bèi）在有色金屬及小尺寸鋼絲上（shàng）擁（yōng）有了大量的應用，如銅線、鋁線、鋼簾線、鋼絲繩用鋼絲、細彈簧絲等，采用水性或油（yóu）性的潤滑液體。有色線早就已經出現了多根（gēn）同時拉拔的技術。水箱拉絲機（jī）的速度很高，拉拔道次從幾次到二十幾次，可以實現很大的壓縮量，重型水箱（xiāng）可（kě）使φ5.5mm的高碳鋼線材直接十產品，但是鋼絲在水箱中有一些扭轉，需要調整平整度的技術（shù）和經驗。
   2、突破速度障礙
   拉絲機技術已經取得了很大（dà）進步，一些速度記錄可以反應當（dāng）前的成就：進線φ9.5mm拉拔電工鋁線（xiàn）時的速度可以達（dá）到30m/s以上，拉拔高碳鋼細絲（sī）也可接近這樣的速度；進線φ1lmm的82B鋼絲，出線94.22mm的速（sù）度記錄是12m/s。高速度**鋼絲需要**綜合的條件（jiàn）。以下總結和分析了幾種影響高速拉拔的因素（sù）及（jí）突破方（fāng）向。文中（zhōng）未特別說明時，線材指鋼線材。
   2.1原料
   大盤重可減（jiǎn）少接頭所需（xū）的停（tíng）機（jī）時間，對於提高拉絲設備的作業效率非常重（chóng）要。有色金屬工業在20世紀70年代就引進了先進設備（bèi），而（ér）鋼鐵工業的線材大盤重（chóng）開始於80年代的後半期。在1988年（nián）以前（qián），盤重300kg線材在中國已經（jīng）屬於大（dà）盤重了，有些產品每件甚至隻有大約60kg，金屬（shǔ）製品企業少量的引進設備隻有使用進口大盤重線材時才能發揮效益。1988年在馬（mǎ）鞍山出現了**個盤（pán）重約2t的高速線材廠，後來2t左右（yòu）的盤重逐漸成為國（guó）內主（zhǔ）流，大盤（pán）重線材的（de）出現使得我國有了發展高速拉絲的條件。國外已有了約3t盤重的線材。
   原料品質也相當重要。好的線材極少斷線，可以拉得更（gèng）快，確保拉絲（sī）機的作業效率；另外，好的線材是**鋼絲的質（zhì）量基礎（chǔ），可以降低產品成本。拉拔PC鋼絲時，好的材料每百口屯斷線次（cì）數不到一次。鋼簾線由於加工工序多，產（chǎn）品直徑細，對斷線問題更加敏（mǐn）感。現代冶金和軋鋼技術改善了金屬組織和線材質量，使拉絲更容易，降（jiàng）低了成本（běn）。
   2.2線材表麵的準備
   線材（cái）熱軋時表麵都會產（chǎn）生氧化（huà）鐵皮，個別鋼鐵企業（yè）提供（gòng）酸洗服務，特別是不鏽鋼線材。多數情況下，拉拔前（qián）的表麵準備是由鋼（gāng）絲企業完成的。好的表麵準備可以確保金屬變形時與模具間摩擦（cā）正常，對於確保順利、高速的拉拔非常重要（yào）。
   *普遍的工藝仍然是酸洗+磷化+硼化（或皂化，或在石（shí）灰（huī）液中浸泡）。采用振動、超聲波和電解等（děng）技術，結合一些其他技術，在保（bǎo）證質量的前提（tí）下，減少了（le）汙（wū）染物排放。法國有代替磷化的非反應塗（tú）層材料，可減少汙染問題。為了解決環保（bǎo）問題，越來越多人（rén）采用（yòng）機械（xiè）除鱗技術，但實踐中也遇到了一些困難，尤其是成品鋼絲（sī）時。
   德國的（de）ECOFORM公司推出了在線塗覆技術，采用類似擠塑的技術，將潤滑（huá）劑塗在鋼絲表麵，大大改善潤滑效果，提高模具壽命和拉拔速度。在應用中，拉拔W（C）=0.83%的碳素鋼絲時，
   進線直徑5.5mm，出線直徑2.2mm，成品速度由（yóu）12m/s提高到了20m/s。將發生（shēng）在模具裏的被動過程變成了易控製的主動過程。
   2.3收放（fàng）線技術（shù）
   成品出線速度提高後，放線速度（dù）自然（rán）也要跟上去（qù），但是放線速度快到一定程度以後容（róng）易出現（xiàn）亂線、卡線現象，從（cóng）而製約速度的提升。
   選擇放線技術的時（shí）候要同時考慮前道的收線（xiàn）技術，放線可看作是前道收線的一個逆過（guò）程。選擇收線技術應進（jìn）行係統（tǒng）地考慮，主（zhǔ）要考慮下道（dào）工序的需要。如果是成品就（jiù）得研究*適合顧客的方（fāng）式，通常收線技術影響顧客的成本及效率。
   盤（pán）條一般采用水平叉或豎筒放（fàng）線，水平叉的鴨舌起到了減少線（xiàn）圈過（guò）快跑出的問題（tí），但因容易亂（luàn）線，水平（píng）叉放（fàng）線速度（dù）很難提高。對小直徑的鋼絲使用工字輪是（shì）*理想的高（gāo）速放線方法。
   工字輪可以高速收線，且（qiě）排線較整齊（qí），有利於再放線。主動式工字輪放線可以（yǐ）實現（xiàn）**張力控製，不過很少用在拉絲上。有的設備（bèi）實現了自動換盤，如KOCH的一些鋼絲拉絲機和其他公司的一些鋁線拉絲機，明顯提高了效率（lǜ）。
   象鼻子（鵝頸（jǐng））收線也是一種可以實現（xiàn）連續作業的技術，鋼絲有一些扭轉，可實現大盤（pán）重收線或小盤（pán）重不停機收線。GCR此類（lèi）設備設計速度達到了28 m/s，直徑為400-760mm。采用倒立式收線沒有扭轉問題，國外**設計速度達25 m/s，且可實現大盤重。
   收放線的張力控（kòng）製很重（chóng）要。設備通過張力可判斷速度是（shì）否協調正常，張力也影響收線的排線質量。被動式放線（xiàn）主要（yào）靠製動產生（shēng）張力（lì），主動放線可采用如力矩電機、活套和張力感應輥等（děng）技術。散卷放線被動放線沒（méi）有張力控製，但需要水平（píng）叉的鴨舌產生適（shì）當的阻尼。
   2.4 潤滑
   拉拔離（lí）不開潤滑，潤（rùn）滑失效的可（kě）能出現是限製速度的重要原因（yīn）之一。潤滑失效使得鋼絲溫（wēn）度劇升，被拉拔（bá）金屬（shǔ）與模（mó）具粘連，導致模具壽命縮短及產品表麵損壞等問題。
   常用的潤滑材料有（yǒu）鈣基或鈉基的硬脂酸鹽（拔絲粉）、潤滑油和油脂等。同樣的潤滑材料（liào）在不同廠有時候表現不同，這是因為其他因素導致（zhì）模具內壓力和溫度的不（bú）同，使得潤（rùn）滑（huá）劑（jì）的表現不同。
   除了2.2所述的潤滑技術外，壓力模也（yě）可實現類似的幹塗。無（wú）酸拉拔時，在拉絲機前（qián）加在線硼化裝置是有效果的，且降低了對塗粉技術的要求（qiú）。在拉絲（sī）機的拔絲粉盒裏增加一個攪拌器，可避（bì）免隧道效（xiào）應（yīng）。粉（fěn）夾（jiá）是（shì）一種卡在鋼絲上使拉絲粉更容易帶進模具中的工具，有時效果很好，但也可能導致帶進模具的粉過多。粉夾的壓力和（hé）接觸形式會（huì）影響到使用效果[1]。
    潤滑失效可根據出粉狀態判斷，正常時不結焦，
   塑化（huà）的粉粘（zhān）附在鋼絲上，出現問題時出粉很硬，結塊
   顯示出高溫的黑色。嚴（yán）重時會出現劇烈摩擦，鋼絲
   表麵磷化膜破損，甚至出現拉拔馬氏體及橫向裂紋。
   2.5 拉絲機
   拉絲機的機電特性（xìng）、冷卻能力以及前麵講到（dào）的收放線技術都影響到拉絲的速度和質量。高速拉絲需要（yào）電機、傳動（dòng）機構、速度協調控製係統及旋轉（zhuǎn）卷筒的動（dòng）平衡（héng）效果的支持。
   拉絲係統的熱平衡能力也（yě）是關鍵因素，金屬拉拔變形（xíng）過程中的摩擦及（jí）變形都產生熱量（liàng），現代的拉絲（sī）機通過模具水冷、卷（juàn）筒內部水冷（lěng）及外部鋼絲風冷帶走（zǒu）熱量，速度越快，單位（wèi）時（shí）間產生的熱量越多，而拉絲（sī）機的冷卻能力是有限的。高溫導致時效脆性（xìng），一（yī）般建議出模溫度不能高出180℃，220℃以上會出現嚴重的脆化。
   意大利線材技術有限公司提出如下拉絲（sī）卷筒冷卻水量（liàng）計算方法：
   每個卷筒每分鍾冷卻水量（20℃）：W20=f·Pinst，其中/是0.7-1.0的係數（shù），Pinst是裝機功率。如安裝8台75kW電機的（de）連續拉絲機，係數取0.85，其冷卻水總供（gòng）應量（liàng）（未包括模盒）應為8*75*60*0.85=30.6 t/h。
   卷筒內壁的鏽蝕對冷卻傳熱影響很大，WAI的鋼絲手冊[2]上可以查到，0.25mm厚的鏽蝕（shí）使傳熱能力下降50%。采（cǎi）用適當的防鏽技術應該是有（yǒu）益的，但應注意避免采用（yòng）低導熱性的塗層。
   窄縫式冷卻已經成為（wéi）流行的技術，也有公司製造直接水冷的V形槽拉絲機，直接水（shuǐ）冷法做（zuò）的成品鋼絲呈溫熱狀態，韌性好，強（qiáng）度略低。溫度較高（gāo）時（shí），雖然拉出的拉絲強度更高（gāo），但同時有塑韌性損失，即使沒到嚴（yán）重的程度，其強（qiáng）度也不能穩（wěn）定（dìng）保持。做預應（yīng）力鋼絞線的經驗表明，在絞線穩定化後，直接水冷的低溫低強（qiáng）度鋼絲強度會回（huí）升，而很高強度的熱鋼絲其強度會有一個（gè）明顯的損失。神戶製鋼於20世紀70年代研究出模（mó）後鋼絲直接水冷，用了兩年時間才將此（cǐ）技術實用化。也（yě）有企業曾在卷（juàn）筒旁（páng）進行噴（pēn）水霧的嚐試。
   斜卷（juàn）筒（tǒng）設計是改善（shàn）冷卻、提高速（sù）度潛力的有效手段。因為斜卷筒增加積線高度（dù），即增加鋼絲在卷（juàn）筒上的（de）冷卻時間。增加卷筒數（shù）量也是一種設計思路，這可以減少（shǎo）每道的壓縮率，即（jí）減輕（qīng）每道次冷卻係（xì）統的負荷。
   為高速，也有公司研究出不停機的（de）鋼絲（sī）拉拔技術，采用3 t盤重防亂（luàn）線放線技術，前（qián）4道高積線，打軸機自動換盤，工字（zì）輪的容量達3t。
   2.6改進拉拔工藝（yì）
   韓國的研究（jiū）者采（cǎi）用了等（děng）溫度的壓縮率分配原則[3]，即將各道出模預測（cè）溫度都控製在166℃，避免（miǎn）了傳（chuán）統分配方法**道冷卻能力利用（yòng）不足的問題。這（zhè）樣的分配（pèi）結果是壓縮率從**道起逐步下降，充分利用（yòng）了每道次的冷卻能力。一般（bān）的經驗做法是將**道壓縮率控製在較低水平，這可（kě）以在**道實（shí）現較好的潤滑（huá）劑塗（tú）覆效果，但此效果同時受潤滑劑特（tè）性、壓縮量、速度和冷卻能力的影響。更理想的是應綜合考慮拔絲粉的特性和表現、設備性能、冷卻能力、材料變形能力和總壓縮率（lǜ），在保證（zhèng）質量的前提（tí）下發（fā）揮設備潛力。
   采用壓力模可（kě）以提高潤滑效果（guǒ），並提高材料拉拔變形時的塑性，有利於提高速度。
   在拉絲機上裝輥模進行拉（lā）拔也可以實現高速拉拔，采用（yòng）輥拉方法鋼絲時，比固定模（mó）獲得更加強烈的[110]織構，變形均勻，發熱更少，具有較高的強度指標和塑（sù）性指標[4]。一（yī）種注（zhù）冊商標為MICROROLLING的技術已經應用於加工銅、鋅、鋁、鈦（tài）、銅合金、鋁合金（jīn）、碳素鋼、不鏽鋼、工具鋼絲及氣保焊絲和藥芯焊絲等。加工φ1.8mm的中、高碳鋼絲時，出線速（sù）度達到了16m/s，同規格的軟線（xiàn）速度可（kě）達25m/s。
   3、結語
   為了更快（kuài）更好地拉絲，我們應注意（yì）以下（xià）幾點：（1）采用盤重盡量（liàng）大的**原料；（2）做（zuò）好適合後續高（gāo）速加工技術（shù）的表（biǎo）麵準備，甚至可與拉絲機（jī）整合在一條線上；（3）采用適當的收（shōu）放線技術，防止亂線和斷線（xiàn），適應相應的拉絲速度；（4）采用適當的潤滑劑，適應（yīng）預期（qī）的加工條件（jiàn）；（5）采用控製穩定、無扭轉、冷卻優良的（de）高速拉絲機，甚至（zhì）可用輥（gǔn）拉方式實現變（biàn）形過程；（6）綜合地考慮表麵（miàn）準備、潤滑、冷卻、模具及材料特性在拉絲（sī）過程（chéng）的影響，在控製溫度和確（què）保表麵質量的前提下充分利用設備的（de）冷卻（què）及速度潛力。