EoW May 2011

article technique

Analyse des défauts superficiels sur le fil étiré et ruptures du fil Par Kazunari Yoshida, Tetsuo Shinohara, Tsutomu Yamashita, et Atsuhiro Tanaka de l’Université de Tokai, Japon

Résumé En effectuant des expériences et des analyses avec la méthode des éléments finis (FEM), le présent article analyse si les fissures superficielles présentes sur les fils machine se développent ou sont éliminées durant le tréfilage. On a étudié le comportement de déformation des fissures transversales en forme de V, concaves et en forme de U à la suite d’opérations de tréfilage répétées. Les auteurs ont clarifié les conditions auxquelles ces fissures transversales peuvent être éliminées afin de réaliser une condition de la surface similaire à celle de la zone sans fissures. 1 Introduction Le diamètre des fils et des barres produits au moyen du tréfilage varie de 10µm à 100mm. Pour tout diamètre de fil, la rupture durant le tréfilage entraîne un effet direct sur la productivité. En outre, souvent les défauts sur la surface des fils causent des ruptures par fatigue, la détérioration des propriétés mécaniques et la perte de valeur du produit. C’est pourquoi les défauts superficiels représentent la cause la plus fréquente de plainte de la part des utilisateurs. En outre, récemment des fils plus minces et plus longs sont requis pour être utilisés en tant que fils de connexion de semi-conducteurs et pour des instruments médicaux. Par conséquent, la rupture et les défauts superficiels des fils sont des problèmes à résoudre. Plusieurs chercheurs ont étudié la forme de filière optimale pour réduire la force de tréfilage, pour adopter des mesures pour la prévention de ruptures intérieures des fils (dues à la formation de défauts d’entailles centrales – central burst - ou emboutissage - cupping), le meilleur lubrifiant, des mesures pour la réduction des tensions résiduelles, etc. Des solutions utiles ont été trouvées, mais seulement quelques études ont été menées pour analyser les mesures pouvant

Inclusions

Extrémité divisée

Contamination

Extrémité creuse

Tension

Cavité pressée

▲ ▲ Figure 1 : Type de rupture du fil

Inclusion Hollow end I l sions Extrémité creuse Contamination Pressed hollow Split end Tension Others tamination Cavité pressée Extrémité divisée sion Autr

▲ ▲ Figure 2 : Pourcentages de causes de rupture du fil durant le tréfilage de fils d’or extra-fins

2 Types de rupture du fil causée par le tréfilage

être adoptées pour éviter la rupture du fil et les effets des inclusions et des défauts superficiels dans le tréfilage du fil 1,4 . Cette étude analyse les causes des ruptures du fil dans les fils étirés de différents diamètres. Des fils avec des défauts superficiels et des inclusions ont été analysés expérimentalement et avec la méthode des éléments finis (FEM) pour déterminer si les défauts superficiels et les inclusions causent des ruptures du fil ou restent sous forme de défauts superficiels lorsque le tréfilage est répété.

Récemment, la rupture du fil durant le tréfilage a été considérablement réduite grâce à une mineure ségrégation des particules et à une quantité inférieure d’inclusions dans les barres et dans les fils obtenus au moyen d’un nettoyage efficace du matériau et à l’amélioration des conditions de tréfilage.

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EuroWire – Mai 2011