EoW May 2011

artículo técnico

Do. Este valor indica que el alambre se puede romper si la relación Di/Do es igual o mayor de 0,3 y que la frecuencia más alta de rotura de un alambre es cuando Di/Do es aproximadamente 0,7. 3.2 Efecto de partículas extrañas En algunos casos hay materiales extraños sobre la superficie del alambre durante el trefilado, o que pueden entrar en la hilera con el lubricante. Estos materiales extraños se forman principalmente por desgaste del alambre o de la hilera o del equipo, o pueden formarse a partir del polvo del aire. Según la forma y dureza del material extraño, la rotura del alambre puede ocurrir como se ilustra en la Figura 5 . Como ejemplo, la Figura 6 muestra imágenes del microscopio electrónico de barrido ( SEM - Scanning Electron Microscope ) y fotografías del espec- trómetro EDS de un alambre después del trefilado con materiales extraños en la superficie del alambre. El material del alambre es acero inoxidable austenítico. El análisis con espectrómetro EDS muestra que el material extraño estaba compuesto por carburo de hierro, que incluía una pequeña cantidad de Ni. Las partículas medían 0,53x0,27mm y tenían una relación Di/Do de aproxi- madamente 0,2. Se supone que el alambre no se ha roto debido al bajo valor de Di/Do. La Figura 7 muestra los resultados, obtenidos con el análisis FEM, del trefilado de un alambre con material extraño cerca de la superficie.

Constantes mecánicas para el oro

Módulo de Young Relación de Poisson

80GPa

0.44

Curva del endurecimiento mecánico

σ=475ε 0.07

Condición del material para la inclusión Material

O

3 , SUS304

A1

2

Módulo de Young Relación de Poisson

300, 194GPa

0.23, 0.30

Límite elástico

4.3, 0.205GPa α =7º, R/P=10%

Ángulo mitad de la hilera, reducción

Coeficiente de rozamiento

0.05μm

▲ ▲ Tabla 1 : Condiciones de los materiales y del trefilado para el análisis FEM

A) Caso de inclusión grande o dura

B) Caso de inclusión pequeña o blanda

▲ ▲ Figura 5 : Esquema de la rotura de un alambre causada por material extraño

rompa cuando la relación Di/Do sea superior a 0,4. Se ha medido el tamaño de las inclusiones en la superficie de la fractura durante el trefilado de alambres de oro de 20-50µm. La Figura 4 muestra la frecuencia de rotura del alambre para varios valores de Di/

Por lo tanto, dado que hay inclusiones de alúmina y materiales extraños en los alambres, se ha efectuado el análisis FEM del trefilado de alambre. Se ha establecido una relación entre el tamaño de las inclusiones y el diámetro del alambre (Di/Do) de 0,3 a 0,7. Las constantes del material y las condiciones de trefilado para el análisis FEM se indican en la Tabla 1 . Se han examinado las variaciones de la tensión de trefilado en el lado interno de la hilera mediante el análisis FEM, usando alambres con inclusiones de varios tamaños. La Figura 3 muestra los resultados. Se ha verificado que la tensión de trefilado se mueve rápidamente hacia arriba cuando una inclusión pasa a través de la hilera. Se puede ver que al aumentar la relación entre tamaño de la inclusión y diámetro del alambre (Di/Do) aumenta también la tensión de trefilado. En el caso de un alambre con una inclusión con relación Di/Do igual a 0,7, la tensión de trefilado llega al valor de resistencia del alambre. Esto significa que hay alta probabilidad de que el alambre se rompa. Considerando el factor de seguridad, existe el riesgo de que el alambre se

▼ ▼ Figura 6 : Imagen SEM y análisis componencial del alambre con material extraño

A) Imagen SEM del alambre trefilado

B) Contenido de Fe

C) Contenido de Ni

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EuroWire – Mayo de 2011