製造圖
拔伸是一種利用張力來伸長金屬、玻璃或塑膠的製造製程。當材料被拉拔時，會伸展並變薄，從而達到所需的形狀與厚度。拔伸分為兩種類型：鈑金引伸及線材、棒材與管材拔伸。鈑金引伸被定義為沿彎曲軸的塑性變形。對於線材、棒材與管材拔伸，則是將胚料通過模具拉拔，以減小其直徑並增加其長度。拔伸通常在室溫下進行，因此被歸類為冷加工製程；然而，拔伸也可在較高溫度下進行，以便對粗線、棒材或空心管進行熱加工，從而減少施力。
拔伸與軋製的不同之處在於，壓力並非由軋機的轉動施加，而是取決於在壓縮區附近局部施加的力量。這意味著最大拔伸力受限於材料的抗拉強度，此事實於拔伸細線時尤其明顯。
冷拔伸的起點是尺寸適當的熱軋胚料。
金屬
成功的拔伸取決於材料的流動與伸展。鋼、銅合金與鋁合金是常見的拔伸金屬。
在鈑金引伸中，當模具將平坦的金屬板（即「板料」）成形時，材料被迫移動以貼合模具。材料的流動是透過施加於板料的壓力及施加於模具或板料的潤滑來控制。若成形移動過於輕易，工件上會產生皺摺。為修正此問題，會對板料施加更大壓力或減少潤滑，以限制材料流動並使其伸展或變薄。若施加過多壓力，工件會變得過薄而斷裂。金屬拔伸需要在皺摺與斷裂之間找到正確的平衡點，才能成功製成零件。
當工件的長度大於其直徑時，鈑金引伸即為深引伸。工件通常也會使用其他成形製程進行加工，例如穿孔、燙平、縮頸、滾壓成形與捲邊。在淺引伸中，引伸深度小於孔的最小尺寸。
棒材、管材與線材拔伸皆基於相同原理運作：將胚料通過模具拉拔以減小其直徑並增加其長度。模具通常安裝在拔伸台上。工件的前端會被縮小或削尖，以便穿過模具。接著將此端置於夾具中，由夾具將工件的其餘部分拉過模具。
拔伸也可用於冷成形異形截面。冷拔伸的截面比熱擠製件更精確，且表面光潔度更佳。由於加工硬化，可使用較便宜的材料來代替昂貴的合金以滿足強度要求。拔伸後的棒材或桿材無法盤繞；因此使用直線拉伸台。鏈條傳動可用於拉拔長達 的工件。液壓缸則用於較短的工件。截面積縮減率通常限制在 20% 至 50% 之間，因為更大的縮減率會超過材料的抗拉強度，這取決於其延展性。為達到特定尺寸或形狀，可能需要經過多道次通過漸縮式模具的拔伸以及中間退火處理。管材拔伸與棒材拔伸非常相似，只是起始胚料為管狀。它用於減小直徑、改善表面光潔度並提高尺寸精度。根據所用特定製程，可使用或不使用芯棒。也可將浮動塞插入管材內徑以控制壁厚。線材拔伸長期以來被用於生產可撓曲的金屬線，其方法是將材料拉過一系列尺寸漸減的模具。這些模具由多種材料製成，最常見的是碳化鎢和金剛石。
鋼棒與鋼線的冷拔伸製程如下：
- 管材潤滑：棒材或管材的表面會塗上一層拔伸潤滑劑（如磷酸鹽或油），以輔助冷拔伸。
- 推式尖化：棒材或管材前端的幾英寸會透過旋鍛或擠製來縮小尺寸，使其能自由穿過拔伸模具。這樣做是因為模具的開口尺寸總是小於原始棒材或盤管的截面。
- 冷拔伸，製程拔伸：在此過程中，材料於室溫下進行拔伸。棒材或盤管縮小的前端（小於模具開口）會穿過模具，進入拔伸機的夾具裝置。拔伸機會將棒材或盤管剩餘未縮小的部分「拉」（拔伸）過模具。模具會減小棒材或盤管的截面、塑造其輪廓並增加其長度。
- 成品：拔伸後的產品，被稱為「冷拔伸」或「冷加工成品」，具有光亮或拋光的表面、更高的機械性質、更佳的加工特性，以及精確且均一的尺寸公差。
- 多道次拔伸：複雜形狀或輪廓的冷拔伸可能需要將工件多次拉過漸縮的模具開口，以產生所需的形狀和公差。材料通常在每道拔伸之間進行退火，以增加其延展性並消除冷加工過程中產生的內應力。
- 退火：這是一種熱處理，通常用於軟化被拔伸的材料；改變鋼材的微觀結構、機械性質與加工特性；並消除產品中的內應力。根據材料和期望的最終特性，退火可在冷拔伸操作之前、之中（道次之間）或之後進行。
玻璃
類似的拔伸製程也應用於玻璃吹製及玻璃光纖的製造中。
塑膠
塑膠拔伸，有時也稱為冷拔伸，是將用於金屬棒材的相同製程應用於塑膠上。塑膠拔伸主要用於製造塑膠纖維。此製程由朱利安·W·希爾於 1930 年在嘗試用早期聚酯製造纖維時發現。
它在材料被「紡」成細絲後進行；透過將聚合物熔體從噴絲頭的孔中擠出。在此過程中，個別的聚合物鏈因黏性流動而趨於某種程度的排列。這些細絲仍具有非晶結構，因此會對其進行拔伸以進一步使纖維排列整齊，從而增加結晶度、抗拉強度和剛性。這是在牽伸加捻機上完成的。對尼龍而言，纖維會被拉伸至其紡絲後長度的四倍。在拔伸過程中形成的晶體，是透過一條鏈上的醯胺氫與另一條鏈上的羰基氧之間的氫鍵結合在一起。聚對苯二甲酸乙二酯（PET）板材在兩個維度上進行拔伸，以製成具有更佳機械性質的 BoPET（雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯）。
參見
- 擠製
參考資料
延伸閱讀
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