EoW May 2011

articolo tecnico

Analisi dei difetti superficiali su filo

trafilato e rotture del filo A cura di Kazunari Yoshida, Tetsuo Shinohara, Tsutomu Yamashita, e Atsuhiro Tanaka dell’Università di Tokai, Giappone

Riassunto Tramite

Inclusioni

Estremità divisa

Contaminazione

esperimenti mediante l’analisi effettuata con il metodo degli elementi finiti (FEM - Finite Element Method), il presente articolo analizza se le crepe superficiali presenti sulle vergelle si sviluppano o si eliminano durante la trafilatura. É stato studiato il comportamento di deformazione di crepe trasversali a forma di V, concave e a forma di U in seguito a ripetute operazioni di trafilatura. Gli autori hanno chiarito le condizioni alle quali si eliminano tali crepe trasversali per ottenere una condizione della superficie simile a quella dell’area priva di crepe. 1 Introduzione Il diametro dei fili e delle barre prodotti mediante trafilatura varia da 10µm a 100mm. Per qualsiasi diametro di filo, la rottura durante la trafilatura determina un effetto diretto sulla produttività. Inoltre, i difetti sulla superficie dei fili spesso causano rotture per fatica, il deterioramento delle proprietà meccaniche e la perdita di valore del prodotto. Questa è la ragione per la quale i difetti superficiali rappresentano la causa più frequente di lamentela fra gli utilizzatori. Inoltre, recentemente sono stati richiesti fili più sottili e più lunghi per essere utilizzati come fili di connessione di semiconduttori e per strumenti medicali. Pertanto, la rottura ed i difetti superficiali dei fili sono problemi che devono essere risolti. Molti ricercatori hanno studiato la forma di filiera ottimale per ridurre la forza di trafilatura, adottare misure per prevenire la formazione di rotture interne dei fili (dovute alla formazione di difetti di rottura e

Tensione

Estremità

Estremità divisa

▲ ▲ Figura 1 : Tipi di rotture del filo

Inclusioni

Estremità cava

Contaminazione

Cavità pressata

Estremità divisa

Tensione

Altro

▲ ▲ Figura 2 : Percentuali di cause di rottura del filo durante la trafilatura di fili d’oro ultrafini

centrali – central burst - o a imbutitura - cupping), il migliore lubrificante, e delle misure per la riduzione delle tensioni residue e così via. Sono state individuate soluzioni utili, ma sono stati effettuati solo pochi studi che analizzano le misure da adottare per evitare la rottura del filo e gli effetti delle inclusioni e dei difetti superficiali sulla trafilatura del filo 1, 4 . Nel presente studio,

si esaminano le cause delle rotture del filo in fili trafilati di diametri diversi. Sono stati analizzati fili con difetti superficiali e inclusioni sia sperimenta- lmente sia con il metodo degli elementi finiti (FEM) per determinare se i difetti superficiali e le inclusioni causano le rotture del filo o restano sotto forma di difetti superficiali quando si ripete la trafilatura.

88

EuroWire – Maggio 2011