高速线材具有断面小、长度大、尺寸精度和表面质量要求高等特点,当前市场对高线的要求仍在逐步提升,孔型的优化升级是提高线材产品质量关键之处。本文针对现有高速线材孔型进行研究,寻求孔型优化方向,并确定出合理的孔型,为线材孔型系统升级提供参考。结合现场生产工艺,以φ5.5 mm高速线材30道次孔型系统为例,利用有限元方法建立轧制模型。分析表明,当前孔型系统粗中轧阶段椭圆孔圆弧较大,轧件呈“矮胖”状,椭圆孔中轧件尺寸不对称;预精轧、精轧阶段孔型充满度不合理,存在欠充或过充现象,轧件易出现耳子,导致后续轧制中会出现褶皱等表面问题;减定径阶段成品尺寸出现严重过充,致使产品椭圆度无法达到市场要求。采用控制变量的方式对线材生产中的椭圆-圆孔型构成参数进行三维耦合数值模拟,分析了椭圆孔型圆弧半径、辊缝、椭圆孔型宽高比、来料波动、圆孔型扩张因素对轧制过程的影响规律。结果表明,椭圆孔圆弧半径、辊缝可以有效改变后续圆孔出口轧件宽展。减小椭圆孔型宽高比有利于提高轧件表面变形均匀性。连续四道次的椭圆-圆-椭圆-圆孔型对来料尺寸波动具有一定的容纳空间,这可为孔型系统共用性提供参考;圆孔的扩张方式及角度则会影响轧件出口尺寸及表面变形。通过孔型要素对轧制过程的影响规律为孔型构成参数优化奠定基础。依据孔型构成参数对轧制过程的影响规律,在现用孔型系统的基础上提出孔型要素优化方案。对新孔型系统建立三维有限元仿真轧制模型,分析轧件尺寸及表面变形情况。确定孔型合理性后开始轧辊孔槽加工、导卫准备并展开工业性试轧。对试轧产品取样后进行测径、热顶锻等测试,经测定最终成品符合GB/T14981-2009生产要求,这一优化规律可为其他孔型构成参数优化提供参考。