EoW May 2011

articolo tecnico

2 Tipi di rottura del filo causata dalla trafilatura Recentemente, la rottura del filo durante la trafilatura è stata notevolmente ridotta grazie ad una minore segregazione delle particelle e ad una quantità inferiore di inclusioni nelle barre e nei fili ottenute mediante un’efficace pulizia del materiale e al miglioramento delle condizioni di trafilatura. Tuttavia, la frequenza con la quale si verificano le rotture durante la trafilatura aumenta al diminuire del diametro del filo. Esistono diverse cause di rottura del filo ( Figura 1 ). Due tipi di rottura del filo sono causati dalle inclusioni. Una si verifica quando le inclusioni si incontrano sulla superficie della frattura; l’altra, chiamata rottura dell’“estremità cava” si verifica quando vi sono tracce di inclusioni concave, ma le inclusioni non si riscontrano. Due tipi di rotture sono causati da materiali estranei introdotti durante un processo diverso rispetto al processo di colata. Una è definita rottura per “contaminazione”, e si verifica quando si incontrano materiali estranei sulla superficie della frattura; l’altra è definita rottura della “cavità pressata” quando non si incontrano materiali estranei. Inoltre, la rottura dell’”estremità divisa” si considera causata da difetti superficiali mentre la rottura da “tensione” è provocata dall’applicazione di una sollecitazione superiore alla resistenza del filo 5 . Sono stati esaminati i tipi di rottura che si verificano quando vengono trafilati fili di connessione d’oro. La Figura 2 mostra la frequenza con la quale si verifica ciascun tipo di rottura del filo, con i diametri dei fili trafilati divisi in tre gruppi: 100-350µm, 50-99µm e 20-49µm 4 . La Figura 1 e la Figura 2 mostrano che i difetti superficiali, i materiali estranei e una tensione eccessiva di trafilatura provocata da grippaggio sono le cause della rottura del filo. Tuttavia, si suppone che numerose rotture di fili con diametro inferiore a 50µm siano dovute alla presenza di inclusioni all’interno del filo che si formano durante la colata 5 . che affinché i fili resistano alla rottura durante la trafilatura, non devono esserci difetti superficiali e le inclusioni devono essere il più possibile ridotte di numero e dimensioni. Pertanto, possiamo concludere

Nulla

Sforzo di trafilatura del filo non dimensionale

Lunghezza di trafilatura non-dimensionale

▲ ▲ Figura 3 : Variazione dello sforzo di trafilatura quando l’inclusione passa attraverso la filiera (analizzata mediante FEM (percentuale di riduzione R/P=10%))

Frequenza

D

/D

i

o

▲ ▲ Figura 4 : Frequenza di rottura del filo rispetto a D i / D o

3 Analisi FEM della trafilatura di un

spettrometro a dispersione di raggi di energia (EDS - Energy Dispersive Spectrometer) hanno evidenziato che molte inclusioni erano di A1 2 O 3 o SiO 2 , e il resto era costituito da materiali estranei formatisi da abrasione della filiera e dell’equipaggiamento. Pertanto, dal momento che vi sono inclusioni di allumina e materiali estranei nei fili, è stata effettuata un’analisi FEM della trafilatura del filo. Il rapporto fra la dimensione delle inclusioni e il diametro del filo, ossia Di/Do, è stato

filo con inclusioni o materiali estranei

3.1 Effetti delle inclusioni all’interno di un filo La maggior parte delle inclusioni nei fili è costituita da materiali duri. I risultati delle analisi delle inclusioni effettuate nelle superfici con fratture di fili mediante

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EuroWire – Maggio 2011