EuroWire January 2015

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Artículo técnico
Enera de 2015 75
En particular, cuando se usan hileras
de diamante nanocristalino para
producir cable coaxial, tubo compuesto
de aluminio-plástico y alambre de
aluminio, se puede adoptar un sistema
de lubricación a base de agua en lugar
del sistema de lubricación a base de
aceite convencional, con inmediatos
beneficios económicos, reducción de la
contaminación ambiental e implemen-
tación de un proceso de fabricación
respetuoso con el ambiente. n
6 Referencias
[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
- 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
La Figura 5 muestra el uso de la lubricación
con agua en el proceso de trefilado de
tubo compuesto de aluminio-plástico
con hileras de diamante nanocristalino
en la planta de un cliente de la Provincia
de Zhejiang en China, y el aspecto final
del producto de aluminio. Con este tipo
de proceso el cliente ahorra una gran
cantidad de costoso aceite de lubricación,
equipos accesorios de limpieza con
termostato y otros procesos, y reduce
significativamente la contaminación
ambiental. Los tubos compuestos
aluminio-plástico que producen son
más uniformes, tienen un diámetro más
preciso y un mejor acabado que cualquier
otro producto realizado usando hileras
de carburo de tungsteno y sistema de
lubricación a base de aceite.
Lo mismo ha sucedido en numerosas
aplicaciones durante el trefilado de
aluminio en China. Gracias a la ventaja de
usar un sistema de lubricación con agua
respetuoso con el ambiente, las hileras
de diamante nanocristalino son bien
aceptadas por los grandes fabricantes en
China.
5 Conclusiones
Los revestimientos compuestos de
diamante nanocristalino son depositados
en las superficies internas de las hileras
de carburo de tungsteno (YG6) mediante
procesos HFCVD.
Según los resultados de los análisis
con microscopía electrónica de barrido
(SEM) y espectrometría Raman, los
revestimientos de diamante nanocristalino
se caracterizan también por un alto y útil
porcentaje de estructuras de diamante
policristalino y un tamaño de grano muy
pequeño de aproximadamente 50nm y
un gran número de bordes de grano. Estos
revestimientos ofrecen una resistencia
al desgaste muy buena, acabado de alta
calidad y bajos niveles de rozamiento con
el aluminio.
La aplicación de hileras de diamante
nanocristalino en el proceso de
trefilado de alambre y tubo de aluminio
(cable coaxial o tubo compuesto
aluminio-plástico) aumenta drásticamente
la vida operativa de las hileras de
trefilado (10~25 veces respecto a las
hileras de carburo de tungsteno), reduce
ampliamente el tiempo de cambio
y aumenta la productividad, pero
también asegura la uniformidad básica
del diámetro del alambre y mejora la
calidad y el acabado de los productos
trefilados, permitiendo ahorrar cantidades
significativas de materia prima. Además,
las hileras de diamante nanocristalino se
adaptan muy bien al trefilado de alambre
de alta velocidad.
Shanghai Jiaoyou Diamond
Coating Co Ltd
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Shanghai 200240
China
Tel: +86 215 473 0743
Email:
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800 Dongchuan Road
Shanghai 200240
China
Tel: +86 215 474 0000
Website:
importante ventaja, que es el cambio del
método de lubricación por un elemento
verde extremadamente atractivo, además
del ahorro de los costos directos. La
mayoría de las líneas de producción con
hileras de carburo de tungsteno (TC) usan
lubricantes a base de aceite para enfriar
las hileras y reducir el rozamiento en las
zonas de reducción y soporte de la hilera.
Otro aspecto que se debe considerar es
el acabado de los productos de aluminio.
Las hileras de carburo de tungsteno
necesitan de lubricantes a base de aceite
para obtener un acabado superficial
satisfactorio.
Sin embargo, los sistemas de lubricación
a base de aceite suponen muchos
problemas. Por ejemplo, el coste de los
lubricantes es alto, se necesitan accesorios
costosos y se consumen recursos a base
de petróleo (durante los procesos de
fabricación de lubricantes a base de
aceite). Además, los lubricantes a base
de aceite llevan contaminantes al taller
(niebla tóxica, partículas químicas y
microbios) y la chatarra de aluminio es
muy difícil de reciclar. Para los clientes
del sector del trefilado, los últimos
dos factores representan problemas
importantes, especialmente el reciclaje de
la chatarra de aluminio.
Las hileras de diamante nanocristalino
permiten reemplazar con éxito el
sistema de lubricación a base de
aceite convencional con un sistema
de lubricación a base de agua para la
producción de cable coaxial y tubo
compuesto de aluminio-plástico. Este
sistema se está haciendo muy popular en
las plantas de producción chinas en los
últimos años[5][6].
El éxito es el resultado directo de
una estructura única de carbono
con hibridación sp2 en el estrato de
revestimiento de diamante nanocristalino
de las hileras.
Éste no sólo causa un rozamiento muy
bajo en la interfaz con el aluminio (y
con buena autolubricación, similar a la
de estructuras de tipo grafito), sino que
también permite mejor humectación
con una capa lubricante cuando se usan
lubricantes a base de agua (respecto al
revestimiento policristalino convencional).
Las hileras de carburo de tungsteno
presentan también problemas debidos a
un fuerte ataque químico debido a óxidos
y desgaste adhesivo (que producen polvo
abrasivo, etc.) cuando se usan sistemas
a base de agua. En cambio, el proceso
no presenta problemas cuando se usan
hileras de diamante nanocristalino gracias
al alto grado de inercia química y al
bajísimo desgaste de los revestimientos de
diamante.