深圳市时代民芯技术有限公司

一、 产生毛刺的主要原因

毛刺的本质是金属表面被异常刮擦、撕裂或堆积形成的微观或宏观的凸起。其产生根源可以归结为以下几个核心环节：

1. 模具问题（最常见的原因）

• 模具磨损严重或损坏： 这是最直接的原因。拉丝模的模芯（通常是金刚石或硬质合金）在长时间高压、高速摩擦下，会磨损变形。当定径区磨损不均匀或出现崩角、裂纹时，就无法对线材进行有效的刮光和整平，从而导致金属被不规则地挤出，形成毛刺。

• 模具孔型不佳： 模具的内孔曲线（入口区、润滑区、压缩区、定径区、出口区）设计不合理。例如：

  • 入口角过小： 润滑剂无法被有效带入，导致润滑不良。

  • 定径区过短： 对线材的定径和稳定作用不足，线材容易振动或变形不充分。

  • 压缩区与定径区交接不圆滑： 会产生剧烈的剪切力，撕裂金属表面。

• 模具材质选择不当： 对于高强度或特殊合金线材，如果模具的硬度、耐磨性和抛光性不足，会加速磨损并产生毛刺。

2. 润滑问题

• 润滑不足： 润滑剂的量不够，无法在模孔与线材之间形成完整的润滑膜，导致金属与模具直接接触，发生干摩擦，从而刮伤表面。

• 润滑剂质量差或配方不当： 润滑剂的粘度、极压性能、冷却性能不符合当前拉拔工艺的要求。例如，拉拔速度高或减面率大时，需要极压性能更好的润滑剂，否则润滑膜会破裂。

• 润滑剂污染： 润滑剂中混入了金属屑、沙粒等硬质杂质。这些杂质会随线材进入模孔，像砂纸一样划伤线材和模具内壁。

• 润滑剂温度过高： 冷却系统失效，导致润滑剂温度升高，粘度下降，润滑效果大打折扣。

3. incoming Wire（来料）问题

• 表面缺陷： 拉拔前的线坯本身就有划痕、锈蚀、氧化皮或原有的毛刺。拉丝过程无法消除这些缺陷，反而会将其放大或改变形态。

• 硬度不均： 线坯材料存在硬度不均匀（如偏析、热处理不当），在拉拔时软硬部分变形不一致，较软部分容易被过度剪切或堆积，形成毛刺。

4. 工艺参数问题

• 减面率过大： 单道次的拉拔变形量过大，会产生大量的变形热和极大的摩擦力，容易导致润滑失效和模具异常磨损，从而引发毛刺。

• 拉拔速度过快： 过高的速度会使润滑剂来不及形成有效润滑膜，同时产生大量热量，恶化润滑条件。

• 拉丝机抖动或张力不稳： 设备老化或调整不当，导致线材在模孔中运行不平稳，发生跳动或振动，这会不断冲击模具定径区，造成不均匀磨损和表面刮伤。

二、 解决方案与预防措施

解决毛刺问题需要系统性地从人、机、料、法、环各个环节进行排查和优化。

1. 模具管理与优化

• 定期检查与更换： 建立严格的模具使用记录和寿命管理制度。定期在显微镜下检查模孔内壁的磨损情况，一旦发现磨损、划痕或崩角，立即更换。

• 选择合适的模具： 根据拉拔的材质、规格和工艺，选择合适的模具材质（如天然金刚石、聚晶金刚石PCD、硬质合金）和孔型设计。对于高表面质量要求的产品，优先使用PCD模具。

• 保证模具抛光质量： 新模具或修复后的模具，其内孔必须达到镜面抛光级别，粗糙度要远低于线材成品的要求。

2. 润滑系统管理

• 选用合适的润滑剂： 与供应商合作，针对你的产品材质（铜、铝、钢等）、线径和拉拔速度，选择专用润滑剂。关注其润滑性、冷却性、清洁度和稳定性。

• 保持润滑系统清洁： 定期清理润滑池、循环管道和过滤器，防止金属粉屑和杂质积聚。对于高要求产品，可增加磁性分离器或过滤装置。

• 控制润滑剂的浓度和温度： 定期检测润滑剂的浓度，并保证冷却系统工作正常，将液温控制在工艺要求范围内。

3. 严格控制来料质量

• 来料检验： 在拉拔前，对线坯进行表面检查，确保无严重锈蚀、氧化皮和原始划伤。对于钢材，可通过酸洗和磷化/硼化处理来获得洁净且能吸附润滑剂的涂层。

• 预处理： 通过退火处理使线坯硬度均匀，避免因局部软硬不均导致的变形不一致。

4. 优化拉拔工艺

• 合理分配道次减面率： 避免单道次变形量过大。对于多道次拉拔，应采用逐道次减小的减面率分配方案。

• 选择合适的拉拔速度： 在保证生产效率的同时，不要盲目追求最高速度。对于细线或高表面要求的产品，适当降低速度有利于润滑和冷却。

• 确保设备稳定： 定期维护拉丝机，检查塔轮、导轮是否磨损，轴承是否完好，确保线材在拉拔过程中张力稳定、运行平稳，无抖动现象。

总结

当线材出现毛刺时，建议遵循以下排查流程：

1. 首先检查模具： 这是概率最高、最直接的原因。换上一个确认状态良好的新模具进行测试。

2. 检查润滑系统： 观察润滑剂是否清洁、流量是否充足、温度是否正常。

3. 回溯来料： 检查未经拉拔的线坯表面是否有问题。

4. 复核工艺参数： 检查当前的减面率、速度是否在合理范围内。

5. 观察设备运行状态： 聆听和观察拉丝机在运行时是否有异常振动。