94. 北京科技大学学报 第32卷 4.1超声振动对拉拔力的影响 实验按常规拉丝，纵向、横向和正交复合超声振 动拉丝的方式进行，拉丝速度为980mm·s,分别 记录常规拉丝与超声振动拉丝过程中的拉拔力，结 果如图11所示，其拉拔力的均值列于表1 从图11和表1可见：①常规拉拔力大约为 24N,与常规拉丝相比，平均拉拔力的减少依次为正 图10正交复合超声振动拉丝实验系统的安装图 交复合超声振动大约7N,纵向超声振动大约4N,横 Fig 10 Installation of a dmaw ing experimental sysiemn w ith orthogonal 向超声振动大约2N,所以正交复合超声振动的作用 cam posite ultmasonic vibration 效果最好；②对延长张力调节周期，各种超声振动的 0 24 20 19 h 时间 时间s 26 22 20 7 2 时问/s 时间s 图11拉拔力时间曲线.(a)正交复合超声振动：(b)纵向超声振动：(c)横向超声振动：(d)常规拉丝 Fig 11 Dnw ing force-tine curves (a)orthogonal comnposite ultrasonic vbration (b)axial ultmasonic vibration (c)mdial ultrasonic vbration (d)conventional wire draw ing 表1铜丝拉拔力均值对比 约为18N.差值越小，拉拔过程越平稳，越有利于减 Table 1 Canparison of the mean vahes of dmaw ing force for the brass 小不均匀变形 wires N 4.2超声振动对表面质量的影响 常规拉丝 复合振动 纵向振动 横向振动 当拉丝速度为980mm·s时，进行拉丝采样， 23.94 17.21 19.72 21.78 利用菲利普FE Isirion200型扫描电子显微镜进行观 察分析，并和无超声振动的拉丝试样比较.图12为 作用效果差不多，基本可以延长张力调节周期3倍 铜丝外表面形貌.图12(a)是无超声作用时拉拔得 以上；③对于调节张力的大小，正交复合超声振动时 到的铜丝，其表面粗糙，有明显的划痕和裂纹： 张力与拉拔力的差值为5N,纵向超声振动时大约为 图12(b)是正交复合超声振动拉丝试样的表面形 6N,横向超声振动时大约为11N,而常规拉丝时大 貌，基本看不到大的裂纹与划痕，表面光滑北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 10 正交复合超声振动拉丝实验系统的安装图 Ｆｉｇ．10 Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆａｄｒａｗｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ 4∙1 超声振动对拉拔力的影响 实验按常规拉丝‚纵向、横向和正交复合超声振 动拉丝的方式进行‚拉丝速度为 980ｍｍ·ｓ －1‚分别 记录常规拉丝与超声振动拉丝过程中的拉拔力‚结 果如图 11所示‚其拉拔力的均值列于表 1． 从图 11和表 1可见：①常规拉拔力大约为 24Ｎ‚与常规拉丝相比‚平均拉拔力的减少依次为正 交复合超声振动大约7Ｎ‚纵向超声振动大约4Ｎ‚横 向超声振动大约2Ｎ‚所以正交复合超声振动的作用 效果最好；②对延长张力调节周期‚各种超声振动的 图 11 拉拔力--时间曲线．（ａ） 正交复合超声振动；（ｂ） 纵向超声振动；（ｃ） 横向超声振动；（ｄ） 常规拉丝 Ｆｉｇ．11 Ｄｒａｗｉｎｇｆｏｒｃｅ-ｔｉｍｅｃｕｒｖｅｓ：（ａ） ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ；（ｂ） ａｘｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ；（ｃ） ｒａｄｉａｌｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ； （ｄ） ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗｉｒｅｄｒａｗｉｎｇ 表 1 铜丝拉拔力均值对比 Ｔａｂｌｅ1 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｓｏｆｄｒａｗｉｎｇｆｏｒｃｅｆｏｒｔｈｅｂｒａｓｓ ｗｉｒｅｓ Ｎ 常规拉丝 复合振动 纵向振动 横向振动 23∙94 17∙21 19∙72 21∙78 作用效果差不多‚基本可以延长张力调节周期 3倍 以上；③对于调节张力的大小‚正交复合超声振动时 张力与拉拔力的差值为5Ｎ‚纵向超声振动时大约为 6Ｎ‚横向超声振动时大约为 11Ｎ‚而常规拉丝时大 约为 18Ｎ．差值越小‚拉拔过程越平稳‚越有利于减 小不均匀变形． 4∙2 超声振动对表面质量的影响 当拉丝速度为 980ｍｍ·ｓ －1时‚进行拉丝采样‚ 利用菲利普 ＦＥＩｓｉｒｉｏｎ200型扫描电子显微镜进行观 察分析‚并和无超声振动的拉丝试样比较．图 12为 铜丝外表面形貌．图 12（ａ）是无超声作用时拉拔得 到的铜丝‚其表面粗糙‚有明显的划痕和裂纹； 图 12（ｂ）是正交复合超声振动拉丝试样的表面形 貌‚基本看不到大的裂纹与划痕‚表面光滑． ·94·