DE69903825T2

DE69903825T2 - Verfahren und werkzeug zum ziehen von metalldraht

Info

Publication number: DE69903825T2
Application number: DE69903825T
Authority: DE
Inventors: Pietro Bertolini
Original assignee: I FI CO M Srl
Current assignee: I FI CO M Srl
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: DE69903825D1; ITMO980173A1; US6449997B1; WO2000006316A1; ATE227174T1; EP1100635B1; AU4648699A; IT1306340B1; EP1100635A1

Description

Insbesondere wird auf ein Drahtziehverfahren Bezug genommen, bei welchem zum Zwecke der Verbesserung des anschließenden Ziehvorgangs auf den zu ziehenden Draht eine dünne Materialschicht aufgetragen wird, und der Draht in mehreren aufeinanderfolgenden Durchgängen durch mehrere Bohrungen gezogen wird.
Es ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem der Draht mit einem Schmiermittel beschichtet wird, das sowohl dazu dient, die Reibung beim Ziehen durch die Ziehplatte zu reduzieren, als auch, einen Draht mit glatter Oberfläche und konstantem Querschnitt zu erhalten.
Die bekannten Ziehplatten weisen einen Reduzierabschnitt auf, das heißt den Abschnitt, in dem der Metalldraht der plastischen Verformung unterzogen wird, mit einem relativ kleinen Konvergenzwinkel, der normalerweise zwischen 12 und 14 Grad, und jedenfalls immer unter ca. 20÷25 Grad liegt.
EP-A-0537618 zeigt ein Ziehverfahren für Metalldrähte, bei dem ein Metalldraht, auf den zur Erleichterung der anschließenden Ziehphase zuvor eine Materialschicht aufgetragen wurde, mit Hilfe einer Reihe von Ziehvorgängen gezogen wird. Um den endgültigen Querschnitt zu erreichen, wird der Draht durch eine Reihe von Zieheisen geführt. Die Zieheisen sind mit Bohrungen versehen, von denen jede einen Reduzierabschnitt auf weist, der eine plastische Verformung des Drahtes bewirkt. Der Konvergenzwinkel des Reduzierabschnitts ist kleiner als 25 Grad.
Tatsächlich ist bekannt, dass der Einsatz von Ziehplatten mit einem zu großen Konvergenzwinkel ein unregelmäßiges Ziehergebnis, sowie eine übermäßige Zugbeanspruchung des Drahtes bewirkt, die insbesondere in den Durchgängen, die auf den ersten folgen, und in denen der Draht kaltverfestigt ist, ein Brechen des Drahtes verursachen können; jedenfalls sind zu hohe Winkel zu vermeiden, da sie auf jeden Fall zu einem sehr schnellen Verschleiß der Ziehplatte führen.
Die bekannten Ziehverfahren der genannten Art umfassen im Allgemeinen eine weitere Phase, die auf den letzten Ziehvorgang folgt, und bei der der gezogene Draht behandelt wird, um die Schmiermittelschicht auf seiner Oberfläche zu entfernen. Dies hat einige Nachteile: erstens eine gewisse Komplikation aufgrund der Notwendigkeit, die geeigneten Geräte für die Durchführung der Endbehandlung zur Entfernung der Schmiermittel bereitzustellen; zweitens eine Steigerung der Bearbeitungszeiten mit folglicher Erhöhung der Herstellungskosten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile durch Bereitstellung eines verbesserten Ziehverfahrens, bei dem es möglich ist, eine Beschichtung der Drahtoberfläche einfach und kostengünstig zu entfernen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass nach dem letzten Ziehvorgang nicht unbedingt eine weitere Phase notwendig ist, um eine Beschichtung des Drahtes zu entfernen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, einen Metalldraht gehobener Qualität mit glatter äußerer Oberfläche und einem konstanten geraden Querschnitt zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das gestattet, eine Oberflächenbeschichtung des zu ziehenden Metalldrahtes auf einfache und wirtschaftliche Art zu entfernen.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden alle mit der betreffenden, durch die unten aufgeführten Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung erzielt. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Form der betreffenden Erfindung hervor, die zur Veranschaulichung, jedoch nicht einschränkend in beiliegender Figur dargestellt ist. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Teil-Längsschnitt einer Ziehplatte, vorgenommen gemäß der betreffenden Erfindung während der Benutzung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wurde insgesamt mit 1 ein Werkzeug für die Bearbeitung von Metalldrähten bezeichnet, das im Wesentlichen eine Ziehplatte umfasst, die mit einer Bohrung 2 mit Längsachse x-x versehen ist, die einen Eingang 3 und einen Ausgang 4 für einen Metalldraht 5 aufweist. Mit Pfeilen 6 wird die Vorschubrichtung des Drahtes 5 angezeigt, der durch das Werkzeug 1 geführt wird. Beim Einsatz stellt das Werkzeug 1 die letzte Ziehplatte einer Reihe von Ziehplatten dar, durch die der zu ziehende Gegenstand 5 nacheinander gezogen werden soll.
Mit römischen Zahlen, von I bis V, wurden fünf zur Achse x-x rechtwinkligen Ebenen gekennzeichnet, die nacheinander in der Vorschubrichtung 6 des Drahtes 5 voneinander entfernt angeordnet sind, und die vier untereinander koaxiale, charakteristische Bereiche der Bohrung 2 von Werkzeug bzw. Drahtplatte 1 abgrenzen.
Der erste, zwischen den Ebenen I-I und II-II liegende Bereich enthält einen sich verjüngenden Einzugskegel mit einem Konvergenzwinkel, der auch relativ groß sein kann. Der Einzugskegel trägt nicht zur plastischen Verformung des Drahtes 5 bei. In anderen Worten, das in diesem Bereich befindliche Metallmaterial des Drahtes 5 erfährt keine plastische Verformung.
Der zweite, zwischen den Ebenen II-II und III-III liegende Bereich enthält einen sich verjüngenden Reduzierkegel mit gleichem Konvergenzwinkel α, in diesem speziellen Fall ca. 32÷33 Grad. Das in diesem Bereich befindliche Metallmaterial des Drahtes 5 erfährt eine plastische Verformung. Dies ist der wichtigste Abschnitt des Werkzeugs oder der Ziehplatte 1, da hier die Verringerung des Querschnitts des Drahtes 5 erfolgt.
Der Konvergenzwinkel des ersten Bereichs (Einzugskegel) kann vorteilhafterweise gleich dem Konvergenzwinkel des zweiten Bereichs (Reduzierkegel) sein. Im Wesentlichen können der Einzugskegel und der Reduzierkegel ununterbrochen miteinander vereint sein, so dass sie zusammen einen einzigen, konvergierenden kegelförmigen Abschnitt bilden, wodurch die Herstellung des Werkzeugs vereinfacht wird.
Der dritte, zwischen den Ebenen III-III und IV-IV liegende Bereich ist ein zylindrischer Stumpf mit konstantem Querschnitt, dessen Durchmesser im Wesentlichen mit dem Durchmesser D&sub2; des gezogenen Drahtes am Ausgang 4 der Bohrung übereinstimmt. Der vierte, zwischen den Ebenen IV-IV und V-V liegende Bereich ist ein divergierender Ausgangskegel mit relativ großem Öffnungswinkel, der mit dem gezogenen Metalldraht 5 nicht in Berührung kommt.
In anderen, nicht veranschaulichten Ausführungsformen der betreffenden Erfindung kann der Konvergenzwinkel α des zweiten Reduzierabschnitts ein anderer sein als der in Fig. 1 dargestellte; in diesen Alternativformen liegt der Winkel α vorzugsweise zwischen einem Wert über 30 und 85 Grad und ist jedenfalls größer als 30 Grad. Es können auch Winkel α vorgesehen werden, die erheblich über 85 Grad, bis 120 Grad und mehr liegen.
Das oben beschriebene Werkzeug oder Ziehplatte 1 kann dazu dienen, ein Ziehverfahren für Metalldrähte gemäß der betreffenden Erfindung durchzuführen. Dieses Verfahren sieht vor, zum Zwecke der Verbesserung des anschließenden Ziehvorgangs an der Oberfläche des zu ziehenden Metalldrahtes eine dünne Materialschicht 7 aufzutragen. Bei dem genannten Material kann es sich beispielweise um ein Schmiermittel handeln, das dazu dient, die Reibung während des Ziehvorgangs zu reduzieren, und einen Draht mit glatter Oberfläche und konstantem Querschnitt zu erhalten.
Das Verfahren sieht vor, den Querschnitt des Drahtes 5 durch Ziehen in mehreren aufeinanderfolgenden Durchgängen zu reduzieren. In den ersten Durchgängen mit Ausnahme des letzten, sind die Bohrungen mit den jeweiligen Reduzierabschnitten versehen, das heißt den Abschnitten, in denen der Metalldraht der plastischen Verformung unterzogen wird, und die einen relativ kleinen Konvergenzwinkel auf weisen, der beispielsweise zwischen 12 und 14 Grad, und jedenfalls unter ca. 25 Grad liegt. Im letzten Durchgang wird das oben beschriebene Werkzeug oder Ziehplatte benutzt, bei der die Bohrung 2 zwischen Ebene II-II und Ebene III-III einen Reduzierabschnitt hat, der einen relativ großen Konvergenzwinkel α aufweist. Der Konvergenzwinkel α ist größer als 30º und liegt vorzugsweise zwischen einem Wert über 30 und 85 Grad. Es können auch Winkel α über 85 Grad verwendet werden.
Der Metalldraht 5 weist am Eingang 3 der letzten Ziehplatte, das heißt des Werkzeugs 1, einen Durchmesser D&sub1; auf und am Ausgang weist er einen im Vergleich zu D&sub1; verringerten Durchmesser D&sub2; auf. Außerdem weist der Metalldraht 5 am Eingang 3 eine relativ dünne Oberflächenbeschichtung 7 auf, die beispielsweise aus Schmiermittel besteht. Es wurde festgestellt, dass bei Durchgang durch die Bohrung 2 des Werkzeugs oder Ziehplatte 1 die Materialschicht 7, mit der der Metalldraht beschichtet ist, die Bohrung und insbesondere den Reduzierkegel nicht passiert, sondern vorher, am Eintritt des Reduzierkegels von II-II bis III-III gestoppt, und abgetragen wird und einen Abfall 8 bildet, der sich hinten kräuselt und in Richtung Eingang 3 von Bohrung 2 zurückkehrt; dieser Abfall kann einfach entfernt werden.
Am Ausgang 4 weist der Metalldraht 5 also einen im Vergleich zu D&sub1; am Eingang 3 verringerten Durchmesser Da auf und hat außerdem einen glatte äußere Oberfläche, die frei von der Materialschicht 7 ist, die ihn am Eingang des Werkzeugs bedeckte.
Das Werkzeug 1 löst daher eine zweifache Aufgabe: erstens ist es in der Lage, den Querschnitt des Metalldrahts durch die Wirkung des eigentlichen Ziehvorgangs zu reduzieren; zweitens entfernt es die Schmiermittelschicht, mit dem der Metalldraht beschichtet ist, durch eine Art Abstreifen des Schmiermittels.
Die Wahl der Form des Werkzeugs (insbesondere die Wahl des Konvergenzwinkels α und der Durchmesser am Ein- und am Ausgang des Reduzierkegels) hängt von mehreren Faktoren ab. Insbesondere muss entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten eine richtige Ausgeglichenheit zwischen den folgenden drei Parametern gefunden werden: der Prozentwert, um den der Drahtquerschnitt reduziert wird, der Sauberkeitsgrad des Drahtes (der mit steigendem Winkel α zunimmt) und die Lebensdauer des Werkzeugs (die mit abnehmendem Winkel α steigt).

Claims

1. Verfahren zum Ziehen von Metalldraht, bei welchem eine Schicht (7) von Material zum Zwecke des anschließenden Ziehvorgangs auf einen Metalldraht (5) aufgetragen wird; der Draht (5) wird mit Hilfe einer Reihe von Ziehvorgängen gezogen, wobei er durch Bohrungen mit Reduzierabschnitten geführt wird, welche die plastische Verformung, des Drahtes (5) bewirken, wobei die genannten Bohrungen (2) jeweils einen Konvergenzwinkel (α) aufweisen, der geringer ist als 25º, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem letzten Durchzug des Drahtes (5) durch eine letzte Ziehplatte eine Bohrung (2) verwendet wird, die einen Reduzierabschnitt mit einem Konvergenzwinkel (α) hat, der über 30º liegt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die für den letzten Durchzug des Drahtes (5) verwendete Bohrung (2) einen Reduzierabschnitt mit einem Konvergenzwinkel (α) hat, welcher zwischen einem Wert von über 30º bis 85º enthalten ist.

3. Ausrüstung zum Ziehen von Metalldraht, enthaltend eine Serie von Ziehplatten mit Bohrungen, durch welche ein Draht läuft, um seinen endgültigen Querschnitt zu erreichen, wobei die genannten Bohrungen jeweils einen Reduzierabschnitt haben, der eine plastische Verformung des Drahtes bewirkt, und wobei die genannten Bohrungen jeweils einen Konvergenzwinkel aufweisen, welcher geringer ist als 25º; dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Ziehplatte der Serie eine Durchzugbohrung (2) hat, die einen Reduzierabschnitt mit einem Konvergenzwinkel (α) aufweist, der größer als 30º ist.

4. Ausrüstung nach Patentanspruch 3, bei welcher der Konvergenzwinkel (α) der letzten Ziehplatte zwischen einem Wert von über 30º und 85º enthalten ist.

5. Ausrüstung nach Patentanspruch 3, bei welcher der Konvergenzwinkel (α) der letzten Ziehplatte größer als 85º ist.

6. Ausrüstung nach einem beliebigen der Patentansprüche von 3 bis 5, bei welcher die Durchzugbohrung der letzten Ziehplatte einen anfänglichen verjüngten Abschnitt enthält, welcher dem Konvergenzwinkel (α) des Reduzierabschnittes entspricht; wobei dieser anfängliche Abschnitt nicht zur plastischen Verformung des Drahtes (5) beiträgt, und wobei er sich ohne Unterbrechung an den Reduzierabschnitt anschließt, um mit diesem zusammen einen einzigen, sich verjüngenden Abschnitt zu bilden.