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拉丝模在高速拉拔作业中温度升高的原因及冷却处理方法是什么

责任编辑：丽华模具发布时间：2025-07-22 浏览次数：

在高速拉拔过程中，拉丝模温度升高是多种因素共同作用的结果，主要包括以下几方面：

摩擦生热

金属线材与拉丝模的工作区域（尤其是定径带和变形区）存在剧烈摩擦。高速拉拔时，线材通过模具的速度极快，单位时间内的摩擦次数和强度显著增加，导致大量机械能转化为热能，这是模具温度升高的主要原因。

金属塑性变形产热

线材在拉拔过程中发生塑性变形，内部晶粒被拉长、破碎并重新排列，此过程中金属内部的内应力释放和晶格畸变会产生热量。高速拉拔时，变形速率加快，单位体积金属的变形功增大，产热量也随之增加，部分热量会传递给拉丝模。

热量积累效应

高速拉拔作业通常连续进行，线材通过模具的频率高，短时间内产生的热量远大于模具自然散热的速度，导致热量在模具内部不断积累，温度持续上升。此外，拉丝模本身的导热性能有限（如硬质合金模具导热性虽优于陶瓷，但仍无法快速散热），进一步加剧了热量积聚。

润滑效果下降

高速拉拔时，润滑剂可能因高温失效或被快速流动的线材带走，导致润滑膜破裂，金属与模具直接接触的概率增加，摩擦系数上升，额外产生更多热量，形成 “温度升高 - 润滑失效 - 摩擦加剧 - 温度更高” 的恶性循环。

冷却处理方法

为控制高速拉拔中拉丝模的温度，需采用针对性的冷却措施，常见方法如下：

强制水冷

在模具外套或模座内设计冷却水道，让冷却水（或含防锈剂的冷却液）持续流过水道，通过热交换带走模具表面的热量。这种方法冷却效率高，适用于高速、大直径线材的拉拔，需注意水路密封，避免漏水影响润滑和线材质量。

喷雾冷却

利用高压喷嘴将冷却液（通常为水与油的混合液）以雾状形式喷射到模具工作区域，雾滴接触高温模具后迅速汽化，吸收大量热量，同时雾气还能对线材表面进行冷却。喷雾冷却的优点是冷却均匀，且不会过多影响润滑剂的附着，适合中高速拉拔场景。

优化润滑系统

采用高温稳定性好的润滑剂（如极压润滑脂、合成冷却液），增强润滑膜在高温下的附着力和耐磨性，减少摩擦生热。同时，通过强制润滑装置（如压力喷油嘴）将润滑剂持续输送到模具入口和变形区，既润滑又辅助冷却，一举两得。

改进模具结构

选用导热性能更优的模具材料（如添加铜合金的硬质合金），或在模具内部嵌入导热插件（如铜芯），加快热量从工作区向外部的传导。此外，优化模具的几何参数（如缩短定径带长度、增大入口角），减少金属与模具的接触面积和摩擦时间，从源头减少产热。

间歇式作业与散热设计

对于连续拉拔设备，可设置短暂的停机间隔，让模具自然散热；或在模具周围安装散热片，增加散热面积，利用空气对流辅助降温。对于小型设备，也可采用风冷（如风扇直吹），虽效率低于水冷，但成本低、操作简单。

通过上述方法的组合应用，可有效控制高速拉拔中拉丝模的温度，避免因高温导致模具磨损加剧、精度下降或线材表面质量恶化（如氧化、裂纹），延长模具寿命并保证拉拔过程稳定。

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