[发明专利]用拉拔来涂覆并使金属线材成形的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，目的在于开发出用固态到液态润滑剂通过拉拔来涂覆并使金属线材成形的方法和装置。

现有技术

拉拔成形金属材料采用固态、半固态及液态润滑剂，因此，在被成形的材料上产生一个润滑剂层。

在已知的采用固态或半固态润滑剂冷加工成形金属材料的方法和装置中，形坯被引入含有润滑剂的密闭室中，该润滑剂在压力和/或热量的影响下液化(DD147 209)。该室被造成可加热的压力室并且与润滑剂的加入装置和产生压力的装置连接。压力室有被涂覆的形坯从中通过的入口嘴和出口嘴。

这种只适于供给润滑剂但不适于同时在出口嘴成形的方法和装置，有所用的润滑剂在其液化状态下粘度低的缺点。这会限制润滑层厚度的变化范围，并且，由于靠两个单元即成形孔具和形坯间摩擦关系得到的非常薄的润滑剂层，这样涂覆的金属形坯以这种涂层仅能通过一个或很少的成形段。而且，由于润滑剂粘度低，入口嘴和出口嘴的密封也有问题。

此外，靠静压方式产生润滑剂压力的方法和装置是已知的。这些装置之一是线材进入拉拔模前穿过压力室并涂上一层液态润滑剂。润滑剂压力靠泵产生。另一种拉拔模被用作为在密封室的入口端密封的密封嘴(J.Schlermeyer，论文TU Clausthal 1979；US 3413832)。靠该装置的这种结构，主拉拔模嘴产生液动润滑状况。

这种靠密封嘴实现压力室密封的现有技术存在着困难，因为如果实现更小尺寸的改变必需靠外加润滑。而必须提供已被润滑过的线材给该装置也是不利的。另一缺点是由该装置成形的形坯不经重涂润滑剂一般不能用于进一步的相继的成形。

其它在高压下在拉拔模成形区引入润滑剂的可能性存在于在拉拔模前装设变长度引入件；该件可以是管、异形管或拉拔模(L.Gogecki,T.Prajsnar,Draht-Fachzeitschrift[线材技术期刊]1972,12,PP.768-771；J.Schiermeyer,论文TU Clausthal 1979)。引入件内径比通过的线材的直径稍大。这种装置称作液体动力压力嘴。升高的润滑剂压力靠移送润滑剂的移动线材自动产生(液体动压力形成)。这样产生近似于300MPa的非常高的润滑剂压力。这种技术有这样的缺点--由于高压，润滑剂被不受控制地压出孔具及孔具频繁受损甚至报废。

另外已知的用于成形和/或涂覆线材形坯的方法和装置采用有一个入口嘴和一个出口嘴的压力室适应形坯以及特殊的给进器适应固态到糊状润滑剂(WO 96/14946)。为此，借助于特殊的外部装置，对压力室内的润滑剂施以范围在几百MPa的非常高的高压，其中，润滑剂压力和润滑剂温度的结合应用于避免压力室中固态到糊状润滑剂的液化。然而这种工艺是不好的，因为一方面靠外部产生高润滑剂压力需要昂贵的设备投资，另一方面，润滑剂沿与拉拔方向相对的方向从装置的入口嘴频繁不受控制地冒出，特别是当润滑剂向糊状转化时。以及特别是当拉拔棒经常不是圆形的和/或装置在高润滑剂压力范围工作时，润滑剂就会冒出。

本发明的说明

本发明的目的是开发出一种方法及设备，用于靠拉拔来涂覆并使金属材料成形，实现高质量成形，但大大降低设备成本，其间，在密封问题很好解决的同时，根据成形的材料，成形和涂覆过程中的一项或更多项技术指标进一步改善。

根据本发明，这一目的通过这样一种方法达到，这种方法靠拉拔来涂覆并使金属形坯成形，采用固态到液态的润滑剂，因为形坯借助于包括低压润滑剂室和相继的高压润滑剂室的两室装置被润滑剂涂覆以及通过润滑剂室出口处的拉拔模成形。这时，低压润滑剂室靠外部润滑剂给进器充满固态到糊状润滑剂，并且借助于这种润滑剂给进，低压润滑剂室的润滑剂被施以低压。进入本室及被固态到液态润滑剂涂覆过的形坯使高压润滑剂室中产生高润滑剂压力。高压润滑剂室内的润滑剂压力/润滑剂温度组合以这样的方式调节，即高压润滑剂室内的润滑剂最终是固态到液态的。

根据本发明，高压润滑剂室中的润滑剂压力受成形参数和工艺参数变化的影响，特别是受低压润滑剂室润滑剂压力和润滑剂温度、拉拔速度、拉拔模几何尺寸和变形程度变化的影响。

根据本发明优选的开发成果，成形材料润滑剂膜的厚度被测定和/或至少一个压力室的润滑剂压力被测定。得到的测量值用于控制或调节拉拔速度、润滑剂压力和/或润滑剂温度。

优选低压润滑剂室始终充满润滑剂并且靠挤压机和/或齿轮泵仅通过一个给进口喂进。这样做时，随着这些装置同时处于有利状态，低压润滑剂室中也产生了所要求的润滑剂压力。