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拉拔一般在常温状态下进行,对一些塑性较好的金属丝材在经过多次拉拔后,由于加工硬化需要进行退火后才能继续下一道次拉拔;对一些在常温下强度高,塑性差的金属丝材,由于拉拔时受力状态为两向受压一向受拉的特点,在拉拔中容易产生裂纹导致断丝。为了解决这一难题,国内外学者提出了电塑性拉拔和电化学拉拔等一些新型加工方法。电塑性拉拔研究相对较成熟且得到了一定的应用,而电化学拉拔的研究国内外鲜有报道。 本文在传统拉拔设备的基础上自行设计电化学拉拔装置,包括拉丝模具、电解槽以及接电柱等设计内容,为实现电化学拉拔提供了硬件基础。本文采用4043铝合金和Q235钢两种材料进行了电化学拉拔和普通拉拔实验,将Φ9.5mm的退火态的4043铝合金材料和Φ8.0mm的退火态Q235钢丝拉拔至Φ5mm。研究了电化学拉拔过程中的电解液配方、电流密度、拉拔速度,拉拔变形量等工艺参数对拉拔应力的影响,最后对拉拔后的金属丝材进行了硬度和组织分析。 研究发现,电化学反应可以降低4043铝合金和Q235钢丝的表面硬度,增加材料表面塑性,与常规拉拔相比,电化学拉拔可以明显降低拉拔过程中的拉拔应力。在0.5mol/L NaOH电解液、电流密度为60mA/cm2的电化学参数下,4043铝合金的拉拔应力的最大下降率达到了18%,累积变形总量提高了10%;在0.5mol/L H2SO4电解液、电流密度为120mA/cm2的电化学参数下,Q235钢拉拔应力的最大下降率达到了12%左右。电化学拉拔过程中,随着拉拔速度增大,丝材在电解槽中电化学反应的时间越短,电化学增塑效果越差,拉拔应力下降率越小;随着单道次变形量的增加,加工硬化层越深,电化学增塑效果越差。