延伸系数计算是做钨丝冷拉必须会的基本技能,有了它才能预测一卷线冷拉后的长度。
简单来说,延伸系数就是冷拉后的长度与冷拉前的长度之比。
用公式表示就是:
μ=L1/L0
(L1:冷拉后的长度;L0:冷拉前的长度)
计算延伸系数有两种思路,
- 一种:把握冷拉前后质量不变的原则,
- 另一种:把握冷拉前后体积不变的原则。
冷拉原理
冷拉是一种塑性加工,核心原理就是把线材强行通过一个比自身更小的模孔,实现由粗变细的目的。
在这个过程中,需要用到拉丝机、拉丝模(硬质合金模或金刚石模)、拉拔液(润滑作用)。
冷拉原理用图片说明,就像下面这样:


线材通过冷拉后,强度和硬度会有明显提高,塑性会下降,残余应力较大的需增加退火工序。
质量不变原则
现在有1kg钨丝,那么把他们拉成Φ62μm和Φ26μm对应的长度分别是多少?
很明显,质量=体积*密度。
质量有了,把钨丝的密度取为19.3g/cm³,那么就得到了体积。
体积有了,底面积有了,根据圆柱体积公式(圆柱体积=底面积*高),就得到了高,即为钨丝长度。
| 材质 | 质量(kg) | 线径(mm) | 长度(KM) |
| 钨丝 | 1 | 0.062 | 17.17 |
| 钨丝 | 1 | 0.026 | 97.64 |
两种规格的长度都有了,延伸系数当然手到擒来。
体积不变原则
上面计算延伸系数的思路是根据质量分别算出两种规格的长度,再由长度之比得到延伸系数。
没问题是没问题,但绕远了一些,还得找对应的密度数据。
用体积不变原则就简单多了。
冷拉后的体积V1=冷拉前的体积V0
那么就有:S1*L1=S0*L0
所以:延伸系数μ=L1/L0=S0/S1=(D0^2)/(D1^2)
只要知道了冷拉前后的直径,一步到位直接算出延伸系数,材质密度什么的通通不用考虑。
新的问题,为什么?
冷拉前后质量不变容易理解,物质不增不减,质量就不变。
那为什么冷拉前后体积也不变呢?
这是塑性变形的一种理论假设,它认为塑性变形中密度是不变的,由密度不变就得到了体积不变。
理论如此,实际上体积真的不变吗?
当然不是,理论和实际总是会存在偏差。
实际上,在冷拉过程中,线材存在的疏松、裂纹、气泡等缺陷因三向压应力而变得更致密,体积会有一定量的减小。
但在生产实践中,这个减小量往往可以忽略不计。
因为好的线材不会有那么多缺陷。