,1252 北京科技大学学报 第30卷 0.50mm·s-1、加热区温度900℃和冷却水流量 冷却区 64Lh时，不同冷热源距离时NTi合金线材无模 拉拔加工后线径的波动情况，由图可见，冷热源距 离对成品线径波动影响较大，随着冷热源距离的增 大，线材线径的波动也增大，出现连续的竹节缺陷 E:78.1F97.6G:117:H137:1154 当冷热源距离减小到10mm时，线材在变形初始阶 段出现一个小的竹节缺陷后，拉拔过程稳定，线径均 图4稳定变形时等效应力场等值线分布规律(MP:) 匀，这是因为随着冷热源距离的减小，冷热源之间 Fig.4 Distribution of stress field isogram at the steady stage 的温度梯度增大（如图8所示），有利于无模拉拔线 部逐渐减小，如图6所示.这主要是因为被拉拔线 材成形的稳定刊，即线材经过加热区以后温度快速 材在即将进入加热区的位置上，线材由表面至心部 地下降，变形抗力迅速增大，有利于形状维持不变. 逐渐被加热，表面的温度高于心部的温度，造成拉拔 6.0 5.6 冷热源距离10mm 变形时表面的等效应力小于心部的等效应力，如 -冷热源距离20mm 5.2 -冷热源距离25mm 图5所示.经过加热区线材的表面和心部温度基本 目48 相同，线材沿径向的等效应力分布也接近均匀，当 区 被拉拔线材即将进入冷却区时，由于冷却水的冷却 4.0 作用，线材的表面温度开始降低，此时线材内部的温 3.6 度高于线材表面的温度，因而表面层的等效应力大 32010203040506070809010Ti0 线材上的相对位置mm 于心部的等效应力才能发生变形，如图6所示 910 图7冷热源距离对无模拉拔加工线材直径波动情况的影响 76 890 Fig.7 Effect of distance between heater and colder on wire diame 74 870 ter fluctuation during dieless drawing process 70 由图8可知，在无模拉拔加工过程中，材料进入 68 830 66 加热区之前（一b区域）温度迅速升高，而在完全进 810 64 入加热区之后(b一c区域)线材温度基本保持不变 790 0 11.0152.02530 由图还可知道：冷热源的距离变化对a一b一c区域 线材心部到表面的距离mm 的温度分布几乎没有影响：随着冷热源距离的增大， 被拉拔线材经过加热区之后温度平缓下降区(c一d 图5进入加热区的位置上线材径向温度及应力分布 区域)增大，这一部分的散热主要是通过高温热辐射 Fig-5 Radial temperature and stress distributions in heating region 和空气的对流换热进行的：当线材接近冷源(d一e 745 128 区域)时，温度急剧下降，温度梯度迅速增大·冷热 126 744 124 源距离的变化主要影响c一d区域的大小而对靠近 122 冷源附近区域的温度梯度的影响相对较小：c一d区 120 743 1000 118 ·冷热源距离10mm 116 冷热源距离20mm 742 800 112 741 110 600 加 108 106 400 热区 740 0.5 1.0 1.5 2.0 线材心部到表面的距离mm 200 冷却区 图6进入冷却区的位置上线材径向温度及应力分布 10 20 30 40 50 Fig.6 Radial temperature and stress distributions in cooling region 线材上的相对位置mm 4.2冷热源距离及冷却水流量对无模拉拔加工过 图8无模拉拔加工过程沿线材轴向表面温度分布曲线 程的影响 Fig.8 Surface temperature distribution along wire axis during die 图7所示为拉拔速度0.91mms-1、进料速度 less drawing forming process图4 稳定变形时等效应力场等值线分布规律（MPa） Fig．4 Distribution of stress field isogram at the steady stage 部逐渐减小‚如图6所示．这主要是因为被拉拔线 材在即将进入加热区的位置上‚线材由表面至心部 逐渐被加热‚表面的温度高于心部的温度‚造成拉拔 变形时表面的等效应力小于心部的等效应力‚如 图5所示．经过加热区线材的表面和心部温度基本 相同‚线材沿径向的等效应力分布也接近均匀．当 被拉拔线材即将进入冷却区时‚由于冷却水的冷却 作用‚线材的表面温度开始降低‚此时线材内部的温 度高于线材表面的温度‚因而表面层的等效应力大 于心部的等效应力才能发生变形‚如图6所示． 图5 进入加热区的位置上线材径向温度及应力分布 Fig．5 Radial temperature and stress distributions in heating region 图6 进入冷却区的位置上线材径向温度及应力分布 Fig．6 Radial temperature and stress distributions in cooling region 4∙2 冷热源距离及冷却水流量对无模拉拔加工过 程的影响 图7所示为拉拔速度0∙91mm·s －1、进料速度 0∙50mm·s －1、加热区温度900℃和冷却水流量 64L·h －1时‚不同冷热源距离时 NiTi 合金线材无模 拉拔加工后线径的波动情况．由图可见‚冷热源距 离对成品线径波动影响较大．随着冷热源距离的增 大‚线材线径的波动也增大‚出现连续的竹节缺陷． 当冷热源距离减小到10mm 时‚线材在变形初始阶 段出现一个小的竹节缺陷后‚拉拔过程稳定‚线径均 匀．这是因为随着冷热源距离的减小‚冷热源之间 的温度梯度增大（如图8所示）‚有利于无模拉拔线 材成形的稳定［4］‚即线材经过加热区以后温度快速 地下降‚变形抗力迅速增大‚有利于形状维持不变． 图7 冷热源距离对无模拉拔加工线材直径波动情况的影响 Fig．7 Effect of distance between heater and colder on wire diame￾ter fluctuation during dieless drawing process 图8 无模拉拔加工过程沿线材轴向表面温度分布曲线 Fig．8 Surface temperature distribution along wire axis during die￾less drawing forming process 由图8可知‚在无模拉拔加工过程中‚材料进入 加热区之前（ a－b 区域）温度迅速升高‚而在完全进 入加热区之后（ b－c 区域）线材温度基本保持不变． 由图还可知道：冷热源的距离变化对 a－b－c 区域 的温度分布几乎没有影响；随着冷热源距离的增大‚ 被拉拔线材经过加热区之后温度平缓下降区（ c－d 区域）增大‚这一部分的散热主要是通过高温热辐射 和空气的对流换热进行的；当线材接近冷源（ d－e 区域）时‚温度急剧下降‚温度梯度迅速增大．冷热 源距离的变化主要影响 c－d 区域的大小而对靠近 冷源附近区域的温度梯度的影响相对较小：c－d 区 ·1252· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷