超声拉丝是指在金属丝材的控制过程中引入超声振动，使金属丝在超声的作用下发生拉拔变形，实现截面减缩的工艺过程。

（1）超声拉丝的基本原理与特点

在拉丝过程中，金属丝与拉丝模的接触锥面产生很大的摩擦力，其方向与金属丝的运动方向（变形力的方向）相反，因而使变形力增大。这种情况既降低了加工效率，也造成拉丝变形不均匀和拉丝模磨损。由于变形力的作用，使许多材料的拉拔非常困难，甚至无法进行，尤其是一些细丝和异型线材的拉拔，往往非常困难。为了降低拉拔中的摩擦因数，普通拉拔时，经常采用各种润滑剂以及各种表面预处理和涂敷等措施，多数情况往往采用中间退火的方法，从而使拉拔工艺复杂化。

在拉丝过程中，把高频超声振动加到拉丝模上，使得金属丝与拉丝摸的接触会有瞬间分离、丝的表面粗糙峰会软化和熔化、润滑液更易进入变形区且其化学活性会增加，从而减小了摩擦因数；当模具的振动速度超过工件的运动速度时，阻碍工具和工件相对运动的摩擦矢量改变方向，从而有助于相对运动。同时，由于超声振动，力叠加效应、旋锻效应等体效应也发生作用。这些因素共同作用的结果，降低了拉拔力，提高了拉丝速度，在提高丝材表面质量和改善材料力学性能等方面都起到了良好的效果。

与普通拉丝工艺相比，超声拉丝可增加截面减缩率；降低摩擦力从而减少模具磨损、延长模具寿命；防止咬粘模壁、降低断丝率；能有效地解决难拉拔材料的拉拔问题。大量的拉丝试验表明，如果在拉拔过程中把超声振动加到拉丝模上，就能使拉拔力大大降低，提高加工效率和丝材质量。

（2）超声拉丝设备

超声拉丝装置有单模、多模及多模水箱拉丝及多模干湿混拉等多种形式，其装置原理如图8-32所示。该图是一种四模装置，由换能器把超声频电能转换成高频机械振动能，经变幅杆耦合到拉丝模上，以激励拉丝模振动。这样，丝材在拉拔变形时就受到超声的作用，以达到改善拉拔工艺和提高丝材质量之目的。

试验表明，当变幅杆前端圆盘和变幅杆采用同一种材料制作成一体时，变幅杆和圆盘的声阻抗相同，能量损耗小，降低拉拔力的效果更好。圆盘直径的大小要选择适当，只要能在波腹上放置几个拉丝模就够。圆盘直径过大，会在内部产生较大的横向振动。圆盘上孔数的多少应和拉拔道数相同，而且每个拉丝模的加工率（金属线材断面的减小程度）可以不同，但所有各拉丝模的加工率比普通拉拔条件下的加工率高出很多，因而提高了拉丝效率。

超声拉拔更适用于粗丝或细棒的高压缩率、低冷拔速度的情况，对拉拔塑性小、难加工的丝材更能显岀优点，在这些情况下，需要增大超声设备的功率；采用超声拉丝后可省去中间各次退火，并减少拉拔道次，节省模具；可以提高金属丝的表面光洁度，得到更均匀的直径，减少断丝，可以大大提高金属拉丝的效率；超声拉丝不需要预行表面处理，这对比较难于拉制的铍丝等更为有效。超声拉丝已应用于铝、铜、钢、锡合金、钛、铍和钼的生产中。