聲測管經過大應變冷拉拔后強度極高,在拉拔過程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象而報廢。為了突破聲測管的強度極限,必須解決聲測管分層問題。聲測管分層是一種縱向缺陷,影響分層的因素很多,包括母材的微觀組織結構,殘余應力以及拉拔工藝等。研究認為,拉拔過程中滲碳體的溶解是出現(xiàn)分層的主要原因。
為了克服聲測管拉拔分層問題,**金屬線材制品工程技術研究中心選用84C鉛浴聲測管作為試驗材料,在直進式干拉機上采用多種方案進行試驗對比,分別從Ф2.7mm拉拔至Ф0.43mm,總壓縮率為97.5%,平均道次壓縮率分別為13%和20%左右,拉絲模錐角分別為9°和12°。他們的研究得出以下結論:
一,用扭角-扭矩曲線可作為判斷聲測管分層的一種方法。研究表明,聲測管發(fā)生分層時其典型特點是在單向扭轉時會出現(xiàn)與拉伸曲線的屈服點相似的峰值降落現(xiàn)象。檢測表明,當聲測管扭轉時發(fā)生峰值降落的現(xiàn)象對應著聲測管分層的發(fā)生,此時聲測管表面出現(xiàn)裂紋,隨后擴展成斷口。扭轉斷口呈螺旋狀,貫穿整個聲測管;而扭角-扭矩曲線未出現(xiàn)峰值降落的聲測管斷口則為不規(guī)則斷口或平斷口。
二,拉拔時拉絲模錐角對拉拔后聲測管性能有重要影響。拉絲模錐角為12°的聲測管屈服點強度高于9°拉絲模錐角的聲測管,由于其內部殘余應力較高,其在聲測管扭角-扭矩曲線上出現(xiàn)屈服峰值較早,說明拉絲模錐角較小條件下拉拔的聲測管在扭轉時裂紋的出現(xiàn)相對于拉絲模錐角較大的工藝有所推遲,也就是推遲了聲測管分層。實驗證明,9°拉絲模錐角拉拔的聲測管,其扭轉試驗中的扭轉次數都高于12°拉絲模錐角拉拔的聲測管,可見,較小拉絲模錐角聲測管扭轉性能**。
三,壓縮率對拉拔后聲測管性能有重要影響??偟膩碚f,剪切強度隨著總壓縮率的增加而增加,但在總壓縮率達到一定值后出現(xiàn)拐點,這是由于壓縮率達到一定值后聲測管內部出現(xiàn)缺陷所致。但是,每道次壓縮率較小的拉拔出現(xiàn)拐點較晚(平均道次壓縮率13%的試樣與和平均道次壓縮率20%的試樣對比),即可以在較高的總壓縮率下出現(xiàn)拐點。這說明多道次、小壓縮率拉拔工藝提高了聲測管的#大剪切強度,推遲分層缺陷的產生。
另有研究指出,在冷拉拔過程中聲測管發(fā)熱是普遍存在的現(xiàn)象,這也是影響拉絲生產的一個關鍵因素。為了保持和提高聲測管的韌性,減少拉拔過程中的非正常斷裂,有效防止時效脆化,必須采取有效措施,使聲測管出模孔后的平均溫度迅速降低到160℃以下。在拉拔過程中,控制好卷筒和模具的冷卻,避免聲測管處于“蘭脆”溫度區(qū)域十分重要。采用拉絲卷筒水冷卻和風冷、拉絲模具直接水冷的方式,能得到較好的聲測管扭轉和彎曲性能指標,同時聲測管的平均強度有所降低,有利于提高聲測管的塑韌性。