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EuroWire – Maggio 2011
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articolo tecnico
Analisi dei difetti
superficiali su filo
trafilato e rotture del filo
A cura di Kazunari Yoshida, Tetsuo Shinohara, Tsutomu Yamashita, e Atsuhiro Tanaka dell’Università di Tokai, Giappone
Riassunto
Tramite
esperimenti
e
mediante
l’analisi effettuata con il metodo degli
elementi finiti (FEM - Finite Element
Method), il presente articolo analizza
se le crepe superficiali presenti sulle
vergelle si sviluppano o si eliminano
durante la trafilatura. É stato studiato il
comportamento di deformazione di crepe
trasversali a forma di V, concave e a forma
di U in seguito a ripetute operazioni di
trafilatura. Gli autori hanno chiarito le
condizioni alle quali si eliminano tali crepe
trasversali per ottenere una condizione
della superficie simile a quella dell’area
priva di crepe.
1 Introduzione
Il diametro dei fili e delle barre prodotti
mediante trafilatura varia da 10µm a
100mm. Per qualsiasi diametro di filo, la
rottura durante la trafilatura determina
un effetto diretto sulla produttività.
Inoltre, i difetti sulla superficie dei
fili spesso causano rotture per fatica,
il
deterioramento
delle
proprietà
meccaniche e la perdita di valore del
prodotto.
Questa è la ragione per la quale i difetti
superficiali rappresentano la causa più
frequente di lamentela fra gli utilizzatori.
Inoltre, recentemente sono stati richiesti
fili più sottili e più lunghi per essere
utilizzati come fili di connessione
di semiconduttori e per strumenti
medicali. Pertanto, la rottura ed i difetti
superficiali dei fili sono problemi che
devono essere risolti. Molti ricercatori
hanno studiato la forma di filiera
ottimale per ridurre la forza di trafilatura,
adottare
misure
per
prevenire
la
formazione di rotture interne dei fili
(dovute alla formazione di difetti di rottura
centrali – central burst - o a imbutitura -
cupping), il migliore lubrificante, e delle
misure per la riduzione delle tensioni
residue e così via.
Sono state individuate soluzioni utili,
ma sono stati effettuati solo pochi studi
che analizzano le misure da adottare per
evitare la rottura del filo e gli effetti delle
inclusioni e dei difetti superficiali sulla
trafilatura del filo
1, 4
. Nel presente studio,
si esaminano le cause delle rotture del filo
in fili trafilati di diametri diversi.
Sono stati analizzati fili con difetti
superficiali e inclusioni sia sperimenta-
lmente sia con il metodo degli elementi
finiti (FEM) per determinare se i difetti
superficiali e le inclusioni causano le
rotture del filo o restano sotto forma di
difetti superficiali quando si ripete la
trafilatura.
▲
▲
Figura 1
:
Tipi di rotture del filo
Inclusioni
Contaminazione
Estremità divisa
Estremità
Estremità divisa
Tensione
▲
▲
Figura 2
:
Percentuali di cause di rottura del filo durante la trafilatura di fili d’oro ultrafini
Inclusioni
Estremità cava
Contaminazione
Cavità pressata
Estremità divisa
Tensione
Altro