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清华大学在国家自然科学基金的支持下开发出的电塑性拔丝技术(又称电子拔丝技术)是在金属变形过程中施加高强脉冲电流，并利用电子流对形变位错的推动作用，可大幅度降低钢丝的拉拔力、增加拉拔变形能力、改善材料性能的高强脉冲电流辅助材料成型加工技术。目前已进行了多种材料的电塑性拔丝研究，取得了可喜的成果。如：利用电塑性拔丝技术可将不锈钢丝从 2.0mm直接拉拔至 0.1mm而无需中间退火，并使拔制力降低了15%～70%、加工硬化指数降低了40%；使H0Cr17Ni6Mn3不锈钢焊丝的总拉拔变形量提高了4倍；使NiT i形状记忆合金的总拉拔变形量提高近2倍。并大幅降低钢丝的抗拉强度，增加其延伸率、显著改变钢丝表面质量、提高钢丝的单道次拉拔变形总量，减少拉拔道次等。 该技术能在原有拔丝设备上进行改造应用。应用该技术能大幅降低生产成本、提高经济效益，同时还节省能源和减少环境污染。
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拉丝模模孔入口区和变形区采用什么形状才能使钢丝的拉拔应力和残余应力最小?日本科技者对此进行了研究。实验所用模子的模孔有两种形状，一种模子的入口区和变形区纵剖面在一条直线上，即二者在同
一个圆锥面上，圆锥半角α保持不变，变形带宽度l亦保持不变，这种模子称为A型模；另一种模子的入口区和变形区纵剖面的轮廓线在同一圆弧上，圆弧半径R保持不变，变形带弧长为l，这种模子称为C型模。实验条件为：钢丝变形区长度l与钢丝拉拔前直径d0的比值lΠd0在0.03～1.20变化,A型模半锥角α=3°～13°，部分压缩率1%～20%,C型模的变形带曲率半径R为8～50mm，部分压缩率为0.5%～30%。实验用钢的化学成分为w(C)=0.44%,w(Si)=0.18%,w(Mn)=0.75%, w(P)=0.017%,w(S)=0.02%,w(Cu)=0.16%, w(Ni)=0.07%,w(Cr)=0.14%，屈服强度σy=440 MPa。进线直径11mm，第1道次出线直径10mm，用轴向劈裂法测量残余应力，用有限元分析法计算拉拔应力。研究还同时考虑了冷却条件和润滑条件的影响。研究结果表明，钢丝表面轴向残余应力与模丝接触长度率lΠd
0成反比，即变形长度变小，残余
应力增加。在lΠd
0不大于0.4的情况下,A型模和C型模的残余应力都随lΠd
0减小而增加，但用A
型模残余应力增加更快；当lΠd
气吹0大于0.4时，用二
种模残余应力随lΠd
0增加而减小的情况相同。与此相反，拉拔应力在lΠd约为
0.4时最小，用C型
模的拉拔应力相对较高。
流态床细钢丝索氏体化温度
预测的数字模拟
日本和韩国科技工作者对钢帘线生产过程中细
钢丝索氏体化流态床温度预测进行了数字模拟和实
折叠式笔记本电脑
验对比研究，结果显示所提出的数学方程和实验结
果符合很好。所提出的数学方程是ρC
9T
9t=
ESBLS菌
λ(1
r
・
9T
9t+
92T
9r2
)
和-λ9T9
r
=α(T a-T s)+σε(T4s-T a4)。
式中ρ是钢丝密度,ρ=7840kg・m-3;C是热容量,
单位为J・kg-1・K-1,T是钢丝温度，单位为K;t是时
间单位为s;λ为热导率，单位是W・m-1・K-1;r为半
径，即钢丝上的点到轴线的距离，单位为m;α为热
传递系数，这里对加热炉α=18.8W・m-2・K-1；对流
态床α=586W・m-2・K-1;σ为斯蒂芬—玻耳兹曼常
数(Stefan-Boltzmann C onstant)，单位是W・m-2・K-4;剖沟机
ε为热辐射系数，这里对加热炉ε=0.73,T
钢帘线
a是加热
炉气氛温度，单位为K,T
s为钢丝表面温度，单位为
K。实验工艺为 5.5mm盘条拉拔到 3.2mm，经铅
浴淬火后再拉拔到 1.5mm，然后进行流态床索氏
体化处理，钢丝速度为0.183mΠs，流态床索氏体化
处理分为奥氏体化加热炉和索氏体化流态床炉。奥
氏体化炉分为6个区，每个区长度都为1m，前2区
1323K，后4区都为1273K。索氏体化炉为淬火区
和等温转变区，淬火区长度0.8m，等温转变区长度
2.2m，淬火区温度793K，等温区温度873K，两炉之
间的过渡区1.1m，温度673K。流态床介质为砂
子。实验用钢为AISI1070，其化学成分为w(C)=
0.73%,w(Si)=0.17%,w(Mn)=0.49%,w(P)=
0.007%,w(S)=0.006%,w(Al)=0.001%。实验
中钢丝的奥氏体化温度为1243K，时间为10s，流
态床索氏体化时间为12s，索氏体化温度分为A、B、
C三组,A组温度898K,B组温度848K,C组温度
798K，用扫描电镜对3组热处理后的试样进行观
察,A组为细珠光体,B组为索氏体,C组为索氏体
加少量上贝氏体，把热处理后的钢丝经磷化后拉拔
到 0.27mm，钢丝的抗拉强度达到2800MPa左右,
以B组样品为最高。通过上述数学方程，可以计算
出某直径钢丝加热温度和加热时间的关系，或一定
加热时间，不同直径钢丝的温度。
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3
5
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第6期金 属 制 品
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