[实用新型]一种具有纳米金刚石层的拉丝模具

说明书

技术领域

本实用新型属于拉丝技术领域，涉及一种拉丝模具，特别涉及一种具有金刚石纳米涂层的拉丝模具。

背景技术

电缆制造业从建国初期到现在已经有65年的发展历史，原来拉线机和绞线机生产大部分采用曲线型合金模具和聚晶模具拉线或绞线。在生产过程中尤其生产铝线和铝合金线产品质量难以保证，由于金属铝本身特点强度低、粘性较大，氧化层坚硬，模具拉制过程导体表面容易出现毛刺，模口处容易出现氧化铝粉末沉积，造成导体表面经常出现划痕，严重时降低导电性能，同时受模具设计的限制生产速度严重受限。随着我国经济的高速发展，对电线电缆产品无论是产品质量还是生产速度都有更高的要求。

拉线模是电线电缆行业生产线材的重要工具，它是实现正常的连续拉伸，保证拉伸制品质量的关键。要使拉线模达到最佳的使用寿命，获得高质量的拉伸制品，不仅取决于模芯材料的性质，还决定于模具孔型的设计。

目前，国内生产铜线或铝线所使用的拉丝模具的模芯材料以硬质合金、天然金刚石和人造聚晶金刚石为主。

硬质合金是硬度很高的碳化钨和金属钴的粉末烧结体。它具有高的硬度、很好的耐磨性及较强的抗冲击性，价格低廉，是一种极佳的拉线模制作材料，广泛应用于拉拔粗、中线材。

天然金刚石具有硬度高、耐磨性好的特点，拉制的线材表面光洁度很高。由于天然金刚石在结构上具有各向异性，导致其硬度也呈各向异性，使模孔的磨损不均匀，制品不圆整，加之价格昂贵、稀少，一般用作表面质量要求高的细线拉线模或成品拉线模。

人造聚晶金刚石是无定向的多晶体，它具有硬度高，耐磨性好，抗冲击能力强的优点，在硬度上不存在各向异性，磨损均匀，模具使用寿命长，适用于高速拉拔。

由于国产聚晶模坯存在晶粒粗大、抛光性能差等质量问题，目前国内厂家多使用聚晶模作过渡模，而不用作成品模。

此外，在相同材质条件下采用不同的孔型设计，模具使用寿命相差甚远。因此，改进孔型设计是提高模具使用寿命的一条重要途径。

拉丝模孔型一般分为曲线型(即R型系列)和直线型(即锥型系列)。

目前，我国普遍采用前R型系列来制订拉丝模制作规范。这种模具的孔型结构按工作性质可分为“入口区、润滑区、工作区、定径区、出口区”五个部分，各部交界处要求“倒棱”，圆滑过渡，把整个孔型研磨成一个很大的、具有不同曲率的弧面。

但由于曲线型模具由于工作区受力较大，当拉线或绞线速度增大时，对模具损伤较为严重，大大降低了模具的使用寿命。

因此，亟待开发一种使用寿命长，生产速度快，制得线材产品表面光洁度高，线径稳定，长度长的拉丝模具。

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：将拉丝模具内孔设计为直线型，即，孔型各部分的纵剖面是平直的，同时调整模具内孔各部分达到适合的角度，使模具内孔的各部位具有明显的交接部分，并在模具内孔表面涂覆纳米金刚石涂层，从而完成了本实用新型。

本实用新型的目的在于提供以下方面：

第一方面，本实用新型提供一种具有纳米金刚石层的拉丝模具，其特征在于，该拉丝模具包括具有通孔的模具基底(1)和层压于模具基底(1)通孔内表面的纳米金刚石层(2)，该层压有纳米金刚石层(2)的通孔由上至下依次分成入口区(11)、工作区(12)、定径区(13)和出口区(14)，其中，

入口区(11)为圆台形孔，该圆台的上底面直径大于其下底面直径，

工作区(12)为圆台形孔，工作区(12)圆台上底面直径大于其下底面直径，且该圆台上底面直径等于入口区(11)圆台形的下底面直径；

定径区(13)为圆柱形孔，其直径等于工作区圆台的下底面直径；

出口区(14)为圆台形孔，该圆台的上底面直径小于其下底面直径，其上底面直径等于定径区直径(d)。

第二方面，本实用新型提供上述的拉丝模具，其特征在于，所述模具通孔内表面的晶粒度为20～80nm，表面粗糙度为Ra≤0.1mm，优选为Ra≤0.05mm，表面磨擦系数小于0.1。

第三方面，本实用新型提供上述的拉丝模具，其特征在于，入口区的入口角(β)为50°～70°，所述入口角(β)为入口区圆台侧面上任意一条母线的延长线与轴线之间所夹的锐角。

第四方面，本实用新型提供上述的拉丝模具，其特征在于，入口区(11)的长度(L₄)为定径区直径(d)的1.1～1.3倍。