EuroWire January 2015

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Artículo técnico
Enera de 2015 72
Lubricación con agua
aplicada al trefilado de
alambre y de cable coaxial
con hileras de diamante
nanocristalino
Por Zhang Wenhua, Guo Songshou, Zhang Zhiming y Shen Hesheng, Shanghai Jiaoyou Diamond Coating Co Ltd, y Shen Bin, Sun
Fanghong y Wang Xinchang, Shanghai Jiaotong University, China
Resumen
Un nuevo tipo de hilera súper eficaz para
trefilar alambre, compactar cables y trefilar
tubos puede aportar impresionantes
beneficios respecto a las hileras de
diamante policristalino (PCD) y carburo de
tungsteno en determinadas aplicaciones.
Este artículo presenta la tecnología
para aplicar revestimientos compuestos
de diamante nanocristalino a hileras
(nano-dies en inglés) y analiza su aplicación
en el trefilado de alambre de aluminio y de
cable coaxial.
Los beneficios que se obtienen usando
hileras revestidas con diamante nano-
cristalino incluyen mejoras significativas
de la rentabilidad y de las prestaciones,
un mejor acabado superficial, una mayor
productividad y un factor verde de especial
atractivo como es la lubricación con agua.
1 Introducción
Muchos procesos de trefilado en la
industria del cable eléctrico y en las
industrias del alambre de metal y del tubo
utilizan aluminio, como por ejemplo en
el caso del alambre de aluminio, alambre
de aluminio revestido de cobre (CCA),
alambre de aluminio esmaltado, cable
coaxial de aluminio y tubos compuestos
de plástico-aluminio.
Un factor determinante en estos procesos
es la preparación de una hilera adecuada
para trefilar aluminio, que permita obtener
una alta eficiencia productiva y productos
de calidad.
Las hileras de trefilado convencionales
utilizadas para estas aplicaciones incluyen
hileras de carburo de tungsteno (WC-Co) y
varios tipos de hileras de diamante, como
las hileras de diamante monocristalino
y policristalino (PCD). Aunque las hileras
de diamante tengan la ventaja de ser
muy duras y resistentes al desgaste, con
coeficiente de rozamiento bajo y buena
conductividad térmica, resulta imposible
fabricar hileras de trefilado de diamante
convencionales con foro de diámetro
grande a costes abordables o atractivos.
Además, estos tipos de hileras se
rompen fácilmente durante el trefilado,
especialmente a alta velocidad y con
materiales de alta resistencia.
La hileras de trefilado de carburo de
tungsteno se pueden fabricar de manera
muy económica con una amplia gama
de diámetros internos (de 0,4 a 60mm
o incluso mayores) y se pueden usar en
muchas aplicaciones (gracias a su bajo
coste), pero presentan también graves
desventajas, como la de tener una vida
operativa breve (se desgastan fácilmente
y pierden rápidamente la tolerancia). Esto
lleva a la obtención de productos de baja
calidad y al derroche de gran cantidad de
material, por ejemplo cobre y aluminio,
lo que sería inaceptable en caso de
producción en masa.
La solución a ambos problemas se ha
encontrado en el desarrollo de la técnica
que permite aplicar películas de diamante
mediante deposición química de vapor
(CVD).
La síntesis y la caracterización de los
revestimientos de diamante han suscitado
gran interés[1] entre los investigadores y
▲ ▲ Figura 1: Ilustración que muestra el aspecto del equipo de fabricación CVD por filamento caliente mejorado con
polarización para hileras de trefilado con revestimientos compuestos de diamante nanocristalino
1 Fuentede
potenciadel
filamento
2 FuenteCC
3 Portaelectrodo
4 Entradadel
gasde reacción
5 Hilerade
trefilado
6 Filamento
caliente
7 Soporte
8 Resorte
dealta
temperatura
9 Salidadelgas