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article technique
EuroWire – Mai 2011
Toutefois, la fréquence de rupture durant
le tréfilage augmente à mesure que le
diamètre du fil diminue.
Les causes de rupture du fils sont multiples
(
Figure 1
). Deux types de rupture du fil sont
causés par les inclusions.
Une cause se produit en présence
d’inclusions sur la surface de la fracture,
et l’autre, appelée rupture de “l’extrémité
creuse” se vérifie lorsqu’il y a des traces
d’inclusions concaves, mais les inclusions
ne sont pas trouvées.
Deux types de rupture sont causés par
des matériaux étrangers introduits durant
un processus différent par rapport au
processus de coulée. Une est appelée
rupture par «contamination», et a lieu en
présence de matériaux étrangers sur la
surface de la fracture, et l’autre est définie
comme rupture de la ”cavité pressée” en
l’absence de matériaux étrangers.
En outre, il est estimé que la rupture de
l’extrémité divisée” est causée par des
défauts superficiels et la rupture par
“tension” est causée par un effort supérieur
à la résistance du fil
5
.
On a examiné les différents types de
rupture qui ont lieu en cas de tréfilage de
fils de connexion d’or.
La
Figure 2
montre la fréquence à laquelle
se vérifie chaque type de rupture, en
divisant les diamètres des fils tréfilés en
trois groupes, c’est-à-dire 100-350µm,
50-99µm et 20-49µm
4
.
La
Figure 1
et la
Figure 2
montrent que
les défauts superficiels, les matériaux
étrangers et une tension excessive de
tréfilage causée par grippage entraînent
les ruptures du fil. Toutefois, on estime
que les nombreuses ruptures de fil ayant
un diamètre inférieur à 50µm sont dues à
la présence d’inclusions à l’intérieur du fil
générées durant la coulée
5
.
En conclusion, l’on peut affirmer que la
condition pour garantir des fils résistants à
la rupture durant le tréfilage, est l’absence
de défauts superficiels et les inclusions
doivent être le plus possible réduites en
nombre et dimensions.
3 Analyse FEM du
tréfilage d’un fil
avec inclusions ou
matériaux étrangers
3.1 Effets des inclusions à l’intérieur
d’un fil
La majorité des inclusions dans les fils est
représentée par des matériaux durs.
Les résultats des analyses des inclusions
dans les surfaces avec des fractures de fils
au moyen du spectromètre à dispersion de
rayons d’énergie (EDS - Energy Dispersive
Spectrometer) ont mis en évidence que
nombreuses inclusions étaient de A1
2
O
3
ou SiO
2
, et la partie résiduelle consistait
en des matériaux étrangers générés par
abrasion de la filière et de l’équipement.
Par conséquent, vu qu’il y a des inclusions
d’alumine et de matériaux étrangers à
l’intérieur des fils, on a effectué une analyse
FEM du tréfilage du fil.
La relation entre la dimension des
inclusions et le diamètre du fil, c’est-à-dire
Di/Do, a été établie en tant que variable
de 0,3 à 0,7.
Les constantes du matériau et la condition
de tréfilage pour l’analyse FEM sont
indiquées au
Tableau 1
.
Les variations des efforts de tréfilage dans
la partie intérieure de la filière ont été
examinées au moyen de l’analyse FEM,
en utilisant des fils avec des inclusions de
dimensions différentes.
Effort de tréfilage du fil non dimensionnel
Longueur de tréfilage non dimensionnelle
▲
▲
Figure 3
:
Variation de l’effort de tréfilage lorsque l’inclusion passe à travers la filière (analysée au moyen de FEM
(pourcentage de réduction R/P=10%))
Fréquence
▲
▲
Figure 4
:
Fréquence de rupture du fil par rapport à D
i
/ D
o
D
i
/D
o
Nul