Background Image
Previous Page  100 / 108 Next Page
Basic version Information
Show Menu
Previous Page 100 / 108 Next Page
Page Background

EuroWire – Mayo de 2011

98

artículo técnico

Constantes mecánicas para el oro

Módulo de Young

80GPa

Relación de Poisson

0.44

Curva del endurecimiento mecánico

σ=475ε

0.07

Condición del material para la inclusión

Material

A1

2

O

3

, SUS304

Módulo de Young

300, 194GPa

Relación de Poisson

0.23, 0.30

Límite elástico

4.3, 0.205GPa

Ángulo mitad de la hilera, reducción

α

=7º, R/P=10%

Coeficiente de rozamiento

0.05μm

Tabla 1

:

Condiciones de los materiales y del trefilado para el análisis FEM

Figura 5

:

Esquema de la rotura de un alambre causada por material extraño

B) Caso de inclusión

pequeña o blanda

A) Caso de inclusión

grande o dura

Figura 6

:

Imagen SEM y análisis componencial del alambre con material extraño

C) Contenido de Ni

A) Imagen SEM del alambre trefilado

B) Contenido de Fe

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

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/

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.