66 / 108
EuroWire – Mai 2011
64
technischer artikel
Analyse der
Oberflächenfehler bei
gezogenem Draht und
bei Drahtbrüchen
Von Kazunari Yoshida, Tetsuo Shinohara, Tsutomu Yamashita und Atsuhiro Tanaka, Universität Tokai, Japan
Übersicht
Anhand
von
Versuchen
und
der
FEM-Analyse (Finite-Elemente-Methode),
wird in dieser Studie überprüft, ob
die
Oberflächenrisse
am
Walzdraht
während
des
Ziehens
zunehmen
oder dadurch beseitigt werden. Das
Verformungsverhalten von V-förmigen,
konkaven und U-förmigen Querrissen
wurde nach wiederholten Ziehverfahren
beobachtet. Die Autoren klärten die
Bedingungen auf, unter denen diese
Querrisse beseitigt werden, um eine
Oberflächenbedingung zu erzielen, die
jener des Bereichs ohne Risse ähnlich ist.
1 Einleitung
Der durch Ziehen hergestellte Draht- und
Stabdurchmesser variiert von zirka 10μm
bis 100mm. Bei allen Drahtdurchmessern
hat der Bruch während des Ziehverfahrens
einen
direkten
Einfluß
auf
die
Produktivität.
Fehler an der Drahtoberfläche verursachen
außerdem oft Ermüdungsbrüche, eine
Verschlechterung
der
mechanischen
Eigenschaften sowie einen Verlust des
Produktwerts. Aus diesem Grund sind
Oberflächenfehler
die
verbreitetste
Beschwerde der Benutzer.
Darüber hinaus werden neuerlich dünnere
und längere Drähte für den Einsatz als
Verbindungsdraht von Halbleitern und für
die Medizintechnik gefordert. Deswegen
sind Drahtbrüche und Oberflächenfehler
Probleme, die gelöst werden müssen.
Viele Forscher haben die optimale
Ziehsteinform
untersucht,
um
die
Ziehkraft zu reduzieren, Maßnahmen zur
Vermeidung der Bildung von Innenrissen
im Draht (durch die Bildung zentraler
Bruchfehler - central burst - oder durch
Tiefziehen - cupping), das optimale
Schmiermittel, Maßnahmen zur Senkung
der Eigenspannung, usw. Es ergaben
sich nützliche Ergebnisse, jedoch gab es
nur wenige Studien über Maßnahmen
um Drahtbrüche zu vermeiden und über
die Wirkungen der Einschlüsse und der
Oberflächenfehler beimDrahtziehen
1,4
.
In dieser Studie wurden die Ursachen
der Drahtbrüche bei gezogenen Drähten
mit
unterschiedlichen
Durchmessern
untersucht.
Die
Analysen
von
Drähten
mit
Oberflächenfehlern
und
Einschlüssen
wurden probeweise sowie durch eine
FEM durchgeführt, um festzustellen, ob
Drahtbrüche von Oberflächenfehlern und
▲
▲
Bild 1
:
Arten von Drahtbrüchen
Einschluss
Verunreinigung
Gepreßter Hohlraum
Hohles Endstück
Gespaltenes Endstück
Spannung
▲
▲
Bild 2
:
Prozentsatz der Gründe von Drahtbrüchen während des Ziehverfahrens von Feinstgolddraht
Inclusion
Hollow end
Contamination
Pressed hollow
Split end
Tension
Others
Einschluss
ohles Endstück
Verunreinigung
Gepreßter Hohlraum
Gespaltenes Endstück
Spannung
Anderes