湿式喷丸拉拔技术为何备受青睐？

姚莱

　　银亮钢棒是以轧制钢棒或盘圆为原料，通过空心模具模孔的拉拔加工制成的塑性加工制品。银亮钢棒的材料加工损失少，加工速度快，可以利用不同模孔制造出各种尺寸和形状的棒材，所以它被广泛用于精密轴、汽车、自行车、叉车的机械部件以及电气配线用的细线材。如今，日本最新开发的一种拉拔加工新技术———湿式喷丸拉拔技术受到追捧。

　　拉拔加工的原理和方法

　　拉拔加工具有悠久的历史，可追溯到公元200 年左右的罗马殖民地时代。当时的模具是在钢板上开孔的模具，拉拔动力是人力。板状模具叫作拉拔板。板状模具经过不断发展，一直使用到近代。据公元1100 年左右的历史记载，当时的板状模具用材是铸铁；到20世纪，人类研发出了现在使用的单一圆形的模具，所用材料是Fe-Cr 合金。1930 年，德国Osram公司开发出超硬模具，使模具寿命显著延长。超硬模具的使用，使过去主要拉拔1毫米左右的产品，拓展到了当时可以拉拔直径10毫米以上的拉拔制品，并开发了现在仍在使用的拔丝机。

　　拉拔加工是在模具内侧拉拔被加工材料，使直径大于模具模孔孔径的被加工材料通过模孔，制作出直径与模孔孔径相同的制品的加工方法。被加工材料拉拔后，从模具出来时，被压缩的制品表面内产生要回复到原来状态的“拉伸应力”，而被拉伸的加工材料内部则产生“压缩应力”。两种力达到平衡时，变形停止，形成残留应力。但是，当施加到被加工材料的加工力破坏了上述平衡时，从模具出来的制品就会发生变形，导致制品尺寸精度下降。

　　一般，标准拉拔设备的拉拔生产工艺流程是：拉拔材料除鳞→拉拔加工→定尺切断→矫直→检查。在对以钢材为代表的高硬度金属材料进行拉拔时，金属材料由于表面硬化层的存在，需要很大的加工力，因此需要有大型的专门设备。此外，根据制品的用途，拉拔加工分为“钢棒拉拔加工”和“线材拉拔加工”两种拉拔加工方法。

　　其中，钢棒拉拔加工方法具有加工尺寸范围大、真直度（弯曲精度）高等特点，多用于制造批量小、要求精度高的制品；线材拉拔加工方法具有原料损失少、加工速度快等特点，多用于制造大批量的细径制品。线材拉拔加工方法是将盘圆材料一边拉直一边拉拔，在线材拉拔制品上容易残留盘圆缺陷，因此，在轧制线材时保证真直度的矫直加工非常重要。

　　拉拔加工是不切削被加工材料的塑性加工成型方法，被加工材料轧制钢材的表面状态会直接影响到拉拔制品的表面质量。在对有表面瑕疵的被加工材料进行拉拔加工时，拉拔制品表面也会有同样的表面瑕疵。

　　湿式喷丸拉拔技术的优点

　　钢棒拉拔加工制品多用于制造汽车轴类部件。为了改善拉拔加工制品的表面粗糙度，一般要用无心磨床对制品进行磨削加工。日本开发的“湿式喷丸拉拔银亮钢棒”是一种新型拉拔制品。该拉拔制品的表面质量达到了采用传统拉拔进行磨削加工制品后的粗糙度。

　　过去，在进行喷丸处理时，一般采用直径为0.2毫米~0.5毫米的钢球作为喷丸材料。但喷丸处理后，被加工材料上出现许多由钢球撞击形成的凹痕。虽然这些凹痕可以作为储存润滑油的部位，但其中大凹痕也残留在拉拔制品的表面，成为制品表面质量不良的原因。假如缩小钢球尺寸小，凹痕也会减小，但会出现氧化铁皮清除不净的问题，在拉拔加工时容易与模具发生热黏结。

　　湿式喷丸技术是将水与喷丸材料混合起来，向处理物进行喷射的新型喷丸技术。与不使用水的喷丸处理方式相比，湿式喷丸采用小尺寸的喷丸材料也能产生强大的切削力。此外，传统的喷丸处理只使用球形喷丸材料，而湿式喷丸使用的是多边形喷丸材料。这种多边形喷丸材料非常适用于将硬质的氧化铁皮破坏清除。实践证明，湿式喷丸处理的喷丸材料虽然小，但除鳞能力达到传统喷丸处理的水平。

　　湿式喷丸处理后的被加工材料表面没有大的凹痕，被加工材料表面呈致密微细的凸凹状态。这种表面状态的被加工材料拉拔后的制品表面质量与用无心磨床进行磨削加工的表面质量相同。传统喷丸拉拔银亮钢棒的表面粗糙度一般为1.06微米，新开发的湿式喷丸拉拔银亮钢棒的表面粗糙度为0.22微米。

　　另外，湿式喷丸技术使用了水，所以产生粉尘较少，不需要配置大型集尘机。因此，湿式喷丸技术还具有节能、改善工作环境、防止粉尘火灾等多项附加优势。