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EuroWire – Mai 2011
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technischer artikel
Einschlüssen verursacht werden oder als
Oberflächenfehler verbleiben, wenn das
Ziehverfahren wiederholt wird.
2 Durch Ziehen
verursachte Arten
von Drahtbrüchen
Kürzlich
hat
das
Auftreten
von
Drahtbrüchen während des Ziehverfahrens
stark abgenommen, dank der reduzierten
Partikeltrennung und den geringeren
Einschlüssen in Stäben und Drähten,
was wiederum durch eine wirksame
Materialreinigung und einer Verbesserung
der Ziehbedingungen bewirkt wurde.
Dennoch, je dünner der Drahtdurchmesser
ist, desto höher ist die Auftrittshäufigkeit
des
Drahtbruchs
während
des
Ziehverfahrens.
Drahtbrüche
können
aus
mehreren
Gründen verursacht werden (
Bild 1
). Zwei
Arten von Brüchen entstehen durch
Einschlüsse.
Eine davon tritt auf wenn Einschlüsse an
der Bruchfläche gefunden werden, und
die andere, die als Bruch mit “Hohlem
Endstück” bezeichnet wird, entsteht,
wenn Spuren von konkaven Einschlüssen
gefunden werden, ohne daß jedoch die
Einschlüsse selbst gefunden werden.
Zwei Arten von Brüchen werden durch
Fremdmaterial verursacht, das während
eines Verfahrens - anderes als das
Gießverfahren - eingearbeitet wird.
Davon wird eine “Verunreinigungs”-Bruch
genannt, wenn Fremdmaterial an der
Bruchfläche gefunden wird, und die andere
wird Bruch mit “gepreßtem Hohlraum”
genannt,
wenn
kein
Fremdmaterial
festgestellt werden kann.
Darüber hinaus betrachtet man den
Bruch mit “gespaltenem Endstück” als
durch Oberflächenfehler verursacht und
den “Spannungs”-Bruch als durch die
Anwendung einer Spannung verursacht,
die
stärker
als
die
Drahtfestigkeit
ist
5
. Untersucht wurden Arten von
Drahtbrüchen,
die
auftreten
wenn
Goldverbindungsdraht gezogen wird.
Bild 2
zeigt die Auftrittshäufigkeit jeder
Art von Drahtbrüchen, mit Angabe der in
drei Gruppen aufgeteilten Durchmesser
der gezogenen Drähte d. h. 100-350μm,
50-99μm und 20-49μm
4
.
Bild 1
und
2
zeigen, daß Oberflächenfehler,
Fremdmaterial und das Auftreten einer
übermäßigen Ziehspannung wegen dem
Fressen, die Gründe des Drahtbruchs
darstellen.
Jedoch
wird
spekuliert,
daß viele der Gründe des Bruchs von
Drähten mit einem Durchmesser unter
50μm den Einschlüssen im Draht
zuzuschreiben sind, die sich während des
Gießens bilden
5
.
Demzufolge
kann
zusammengefaßt
werden,
daß
Drähte
keine
Oberflächenfehler haben sollten und
die Einschlüsse so gering und so klein
wie möglich sein sollten, um somit
während des Ziehverfahrens den Brüchen
widerstehen zu können.
3 FEM-Analyse des
Ziehens eines Drahts
mit Einschlüssen
oder Fremdmaterial
3.1 Wirkung der Einschlüsse imDraht
Die meisten Einschlüsse im Draht sind harte
Werkstoffe. Die Ergebnisse zur Analyse
von Einschlüssen an Bruchflächen von
Drähten mittels eines energiedispersiven
Spektrometers (EDS) zeigten, daß viele
davon A1
2
O
3
oder SiO
2
waren, und die
Nicht-dimensionale Draht-Ziehspannung
Nicht-dimensionale Ziehlänge
▲
▲
Bild 3
:
Veränderung der Ziehspannung, wenn der Einschluss durch den Ziehstein läuft (mit FEM untersucht
(Reduzierungsprozentsatz R/P=10%))
Häufigkeit
▲
▲
Bild 4
:
Häufigkeit des Drahtbruchs verglichen mit D
i
/D
o
D
i
/D
o
Nichts