EuroWire January 2015

65 / 80

Article technique
Janvier 2015 63
réduit considérablement le temps de
changement et augmente la productivité,
mais assure également une uniformité
essentielle du diamètre du fil, une qualité
supérieure et une meilleure finition des
produits de tréfilage, tout en permettant
d’économiser de grandes quantités de
matières premières. En outre, les filières
revêtues de diamant nanocristallin
s’adaptent parfaitement au tréfilage du fil
à haute vitesse.
En particulier, lorsqu’on utilise des filières
revêtues de diamant nanocristallin pour
produire des câbles coaxiaux, des tubes
composites d’aluminium et plastique
et du fil d’aluminium, l’on peut adopter
un système de lubrification à l’eau à
la place du système de lubrification à
base d’huile traditionnel. Ce système
offre des avantages économiques
immédiats tout en réduisant la pollution
environnementale et en appliquant un
processus de fabrication écologique. n
6 Références
bibliographiques
[1] Dieler M Gruen, ‘Nanocrystalline diamond films’,
Annu Rev Mater Sci 1999, 29: 211~259
[2] Sun Fanghong, Zhang Zhiming, Guo Songshou,
Shen Hesheng et al, ‘Industrialisation of CVD
Diamond Films: Diamond coated drawing dies
and cutting tools,’ Bilateral Chinese-Russian
scientific seminar (Hangzhou), 27th-29th December
2010
[3] Zhang Zhiming, He Xianchang, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Pre-treatment for diamond
coatings on free-shape WC-Co tools,’ Diamond
and Related Materials, 2000, 9:1749~1752
[4] Zhang Zhiming, He Xianchang, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Fabrication and application
of chemical vapour deposition diamond-coated
drawing dies,’ Diamond and Related Materials,
2001,10:33~38
[5] Li Zhenquan, Zhou Yan, Liu Yang, et al, ‘Application
of nanocrystalline diamond composite coating
compacting dies,’ Electric Wire & Cable (Chinese),
2005, 2:46~48
[6] Guo Songshou, Zhang Zhiming, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Characterisation and
Application of Nanocrystalline Diamond-coated
Welding and Drawing Dies,’Optical Fiber & Electric
Cable (Chinese), 2007, 1: 9~12
chimique de l’oxyde et à l’usure adhésive
(produisant des poussières abrasives, etc.)
lorsqu’on utilise des systèmes à base d’eau.
Par contre, le processus ne présente aucun
problème lorsqu’on utilise des filières
revêtues de diamant nanocristallin grâce
au degré d’inertie chimique élevé et à un
taux d’usure extrêmement réduit dans les
revêtements de diamant.
La Figure 5 montre l’application de la
lubrification à l’eau dans le processus
de tréfilage du tube composite
d’aluminium et plastique avec des filières
revêtues de diamant nanocristallin
dans l’établissement d’un client de la
province de Zhejiang en Chine, et l’aspect
final du produit d’aluminium. Ce type
de lubrification permet au client de
réduire considérablement les coûts de
l’huile de lubrification, des équipements
accessoires pour le nettoyage avec
thermostat et d’autres processus, et réduit
de façon significative la pollution de
l’environnement. Les tubes en composites
d’aluminium et plastique qu’ils produisent
sont plus uniformes, ils présentent un
diamètre plus précis et une meilleure
finition par rapport à tout autre produit
jamais réalisé en utilisant des filières de
carbure de tungstène et des systèmes de
lubrification à base d’huile.
Le même procédé a été répété pour
plusieurs applications de tréfilage
d’aluminium en Chine, et les filières
revêtues de diamant nanocristallin ont été
accueillies positivement par les fabricants
chinois, grâce à l’élément écologique de la
lubrification à l’eau.
5 Conclusions
Les revêtements composites de diamant
nanocristallin sont déposés sur les
surfaces intérieures des filières de carbure
de tungstène (YG6) en employant les
processus HFCVD. Selon les résultats des
analyses effectuées avec la microscopie
électronique à balayage (MEB) et à la
spectroscopie Raman, les revêtements
de diamant nanocristallin présentent
également un pourcentage utile élevé de
structures de diamant polycristallin avec
une granulométrie extrêmement réduite
d’environ 50nm, ainsi qu’un grand nombre
de joints de grain. Ces revêtements offrent
une résistance optimale à l’usure, une
finition de qualité élevée et une friction
réduite avec l’aluminium.
L’application de filières de diamant
nanocristallin dans le processus de
tréfilage du fil et du tube d’aluminium
(câble coaxial ou tube composite
d’aluminium et plastique) augmente de
façon significative la vie utile des filières
de tréfilage (10~25 fois par rapport
aux filières de carbure de tungstène),
Shanghai Jiaoyou Diamond
Coating Co Ltd
951 Jianchuan Road
Shanghai 200240
Chine
Tel: +86 215 473 0743
Email:
Website:
Shanghai Jiaotong University
800 Dongchuan Road
Shanghai 200240
Chine
Tel: +86 215 474 0000
Website:
4.2 Lubrification à l’eau appliquée
au processus de tréfilage de fil
d’aluminium, de câbles coaxiaux et
de tubes composites d’aluminium-
plastique avec des filières revêtues
de diamant nanocristallin
Les filières revêtues de diamant nano-
cristallin examinées dans le présent article
présentent un autre avantage principal,
c’est-à-dire le changement de la méthode
de lubrification grâce à l’introduction
d’un élément écologique extrêmement
intéressant, outre à une réduction des
coûts directs. La majorité des lignes de
production avec des filières de carbure
de tungstène (TC) utilisent des lubrifiants
à base d’huile pour refroidir les filières
et diminuer la friction dans les zones de
réduction et de support de la filière.
Un autre aspect à considérer est la finition
des produits en aluminium. Les filières
de carbure de tungstène exigent des
lubrifiants à base d’huile pour obtenir
une finition de surface satisfaisante.
Toutefois, les systèmes de lubrification
à base d’huile entraînent également de
nombreux problèmes. Par exemple, le coût
des lubrifiants est élevé, les accessoires
sont coûteux et il y a une consommation
de ressources pétrolières (durant les
processus de fabrication des lubrifiants
à base d’huile). En outre, les lubrifiants
à base d’huile portent des agents
polluants à l’intérieur des ateliers (smog,
particules chimiques et microbes) et il
est particulièrement difficile de recycler
des ferrailles d’aluminium. Pour les clients
du secteur de tréfilage, les deux derniers
facteurs représentent des problèmes
importants, spécialement le recyclage de
ferraille d’aluminium.
Les filières revêtues de diamant
nanocristallin pour la production de
câbles coaxiaux et de tubes composites
d’aluminium et plastique permettent
de remplacer avec succès le système de
lubrification traditionnel à base d’huile
avec un système de lubrification à l’eau.
Ce système est devenu de plus en plus
fréquent au cours de ces dernières années
dans les installations chinoises [5][6].
Ce succès dérive directement de
l’utilisation d’une structure, unique en
son genre, de carbone avec hybridation
sp2 dans la couche de revêtement de
diamant nanocristallin des filières décrites.
Il entraîne non seulement une diminution
de la friction à l’interface avec l’aluminium
(et avec une bonne autolubrification,
similaire à certaines structures du type
graphite), mais également une meilleure
humidification grâce à une pellicule
lubrifiante dans le cas d’utilisation
de lubrifiants à l’eau (par rapport au
revêtement polycristallin traditionnel).
Les filières de carbure de tungstène
traditionnelles présentent également
des problèmes dus à une forte attaque