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EuroWire – Mai 2011
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article technique
Analyse des défauts
superficiels sur le fil étiré
et ruptures du fil
Par Kazunari Yoshida, Tetsuo Shinohara, Tsutomu Yamashita, et Atsuhiro Tanaka de l’Université de Tokai, Japon
Résumé
En effectuant des expériences et des
analyses avec la méthode des éléments
finis (FEM), le présent article analyse si
les fissures superficielles présentes sur
les fils machine se développent ou sont
éliminées durant le tréfilage. On a étudié le
comportement de déformation des fissures
transversales en forme de V, concaves et
en forme de U à la suite d’opérations de
tréfilage répétées. Les auteurs ont clarifié
les conditions auxquelles ces fissures
transversales peuvent être éliminées afin
de réaliser une condition de la surface
similaire à celle de la zone sans fissures.
1 Introduction
Le diamètre des fils et des barres produits
au moyen du tréfilage varie de 10µm
à 100mm. Pour tout diamètre de fil, la
rupture durant le tréfilage entraîne un effet
direct sur la productivité. En outre, souvent
les défauts sur la surface des fils causent
des ruptures par fatigue, la détérioration
des propriétés mécaniques et la perte
de valeur du produit. C’est pourquoi les
défauts superficiels représentent la cause
la plus fréquente de plainte de la part des
utilisateurs. En outre, récemment des fils
plus minces et plus longs sont requis pour
être utilisés en tant que fils de connexion
de semi-conducteurs et pour des
instruments médicaux. Par conséquent, la
rupture et les défauts superficiels des fils
sont des problèmes à résoudre.
Plusieurs chercheurs ont étudié la forme
de filière optimale pour réduire la force de
tréfilage, pour adopter des mesures pour la
prévention de ruptures intérieures des fils
(dues à la formation de défauts d’entailles
centrales – central burst - ou emboutissage
- cupping), le meilleur lubrifiant, des mesures
pour la réduction des tensions résiduelles,
etc. Des solutions utiles ont été trouvées,
mais seulement quelques études ont été
menées pour analyser les mesures pouvant
être adoptées pour éviter la rupture du fil
et les effets des inclusions et des défauts
superficiels dans le tréfilage du fil
1,4
.
Cette étude analyse les causes des
ruptures du fil dans les fils étirés de
différents diamètres. Des fils avec des
défauts superficiels et des inclusions ont
été analysés expérimentalement et avec
la méthode des éléments finis (FEM) pour
déterminer si les défauts superficiels et les
inclusions causent des ruptures du fil ou
restent sous forme de défauts superficiels
lorsque le tréfilage est répété.
2 Types de rupture
du fil causée par
le tréfilage
Récemment, la rupture du fil durant le
tréfilage a été considérablement réduite
grâce à une mineure ségrégation des
particules et à une quantité inférieure
d’inclusions dans les barres et dans les
fils obtenus au moyen d’un nettoyage
efficace du matériau et à l’amélioration des
conditions de tréfilage.
▲
▲
Figure 1
:
Type de rupture du fil
Inclusions
Contamination
Cavité pressée
Extrémité creuse
Extrémité divisée
Tension
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▲
Figure 2
:
Pourcentages de causes de rupture du fil durant le tréfilage de fils d’or extra-fins
Inclusion
Hollow end
Contamination
Pressed hollow
Split end
Tension
Others
I l sions
Extrémité creuse
tamination
Cavité pressée
Extrémité divisée
sion
Autr