Când se compară calitatea finisajului suprafeței, convențională mașini de trefilare în general, produc finisaje de suprafață mai netede și mai consistente decât mașinile de desenat cu role pentru majoritatea tipurilor și diametrelor de sârmă. Cu toate acestea, decalajul de performanță depinde în mare măsură de materialul firului, diametrul țintă, viteza de producție și metoda de lubrifiere. Înțelegerea unde excelează fiecare mașină îi ajută pe producători să ia decizii mai inteligente privind echipamentele.
Cum atinge fiecare mașină finisarea suprafeței
Un standard mașină de trefilat forțează firul printr-o carbură de tungsten sau o matriță de diamant sub tensiune. Geometria matriței - în special unghiul de apropiere, lungimea rulmentului și relieful din spate - comprimă și alungește firul în mod uniform. Acest contact de 360 de grade între matriță și sârmă are ca rezultat o suprafață foarte controlată, cu valori ale rugozității suprafeței (Ra) variind de obicei de la 0,2 µm la 0,8 µm în funcție de calitatea matriței și de lubrifiere.
O mașină de trage cu matriță cu role, în schimb, utilizează două sau mai multe role întărite opuse pentru a reduce secțiunea transversală a sârmei. Deoarece rolele intră în contact cu firul în puncte discrete mai degrabă decât în jurul întregii sale circumferințe, deformația este mai puțin uniformă. Acest lucru are ca rezultat adesea o secțiune transversală ușor ovală și valori Ra de suprafață în intervalul de 0,6 µm până la 1,5 µm , care este considerabil mai dur decât desenul convențional cu matriță în multe aplicații.
Comparație directă: valorile finisării suprafeței
| Criterii | Mașină de sârmă | Mașină de desenat matriță cu role |
|---|---|---|
| Rugozitatea suprafeței (Ra) | 0,2 – 0,8 µm | 0,6 – 1,5 µm |
| Rotunzimea secțiunii transversale | Excelent (contact 360°) | Moderat (contact punctual) |
| Oxid de suprafață / scară | Scăzut (cu lubrifiere adecvată) | Moderat (zone de frecare a rolelor) |
| Eficiența lubrifierii | Ridicat (lubrifiere cutie de matriță) | Inferioară (contact cu role deschis) |
| Cel mai bun pentru | Sârmă fină, medicală, electronică | Aliaje dure, tijă de secțiune groasă |
Unde mașinile de trefilare au un avantaj clar
Pentru aplicațiile care necesită toleranțe strânse la suprafață, o mașină de trefilare este alegerea preferată. Industriile cu cele mai exigente cerințe de finisare includ:
- Sârmă medicală (de exemplu, fire de ghidare, suturi chirurgicale): Ra trebuie să fie sub 0,4 µm pentru a preveni deteriorarea țesuturilor și pentru a asigura biocompatibilitatea.
- Sârmă magnetică / sârmă emailată : O suprafață aspră provoacă o aderență neuniformă a stratului de smalț, ceea ce duce la defectarea izolației. Mașinile de trefilare cu matrițe diamantate lustruite realizează netezimea necesară.
- Sârmă fină sub 0,5 mm diametru : Mașinile de matriță cu role nu sunt în general adecvate la această scară. Mașinile de trefilare cu sisteme de lubrifiere umedă pot prelucra fir de până la 0,01 mm în mod fiabil.
- Sârmă strălucitoare pentru aplicații vizibile : Sârmă decorativă, sârmă pentru bijuterii și cablurile arhitecturale necesită un finisaj strălucitor, asemănător oglinzii, pe care numai o mașină de trefilare bine reglată o poate oferi în mod constant.
Într-un test controlat folosind sârmă de cupru cu diametrul de 1,0 mm, o mașină de trefilare cu mai multe matrițe echipată cu matrițe de carbură de tungsten lustruite și lubrifiere umedă pe bază de ulei a produs sârmă cu Ra = 0,25 um , în timp ce o mașină de matriță cu două role care funcționează pe aceeași materie primă a produs Ra = 0,92 µm - aproape de patru ori mai dur .
Unde mașinile de desenat cu role sunt competitive
Mașinile de desenat cu role nu sunt inferioare în fiecare scenariu. Acestea oferă avantaje specifice care le fac alegerea mai bună în anumite medii de producție.
Prelucrarea materialelor dure și înalt aliate
Pentru materiale precum wolfram, molibden, oțel inoxidabil sau aliaje de titan, uzura matriței într-o mașină de trefilare convențională este severă și costisitoare. Mașinile de matriță cu role folosesc role rotative care distribuie uzura pe o zonă de contact mai mare, prelungirea duratei de viață a sculei de 3 până la 5 ori comparativ cu matrițele fixe în aceste aplicații cu materiale dure. Compromisul cu finisarea suprafeței este acceptabil aici, deoarece aceste produse sunt de obicei structurale, mai degrabă decât finisate cu precizie.
Defalcarea tijei cu diametru mare
În etapele inițiale de defalcare — tija de reducere de la 8 mm la 3–4 mm — finisarea suprafeței este secundară eficienței reducerii dimensionale. Mașinile cu matriță cu role se ocupă eficient de această lucrare de degroșare, iar costul lor mai mic al matriței pe trecere le face atractive din punct de vedere economic pentru operațiuni cu tonaj mare. O mașină de trefilare convențională este apoi utilizată în aval pentru trecerile de finisare unde calitatea suprafeței contează.
Cost de operare mai mic pe trecere
Matrițele cu role pot fi re-măcinate și reutilizate de mai multe ori. În schimb, matrițele de diamant și carbură pentru mașinile de trefilare fine sunt componente de precizie care pot costa 50 $ până la 500 $ pe moară în funcție de calitate și dimensiune și nu poate fi întotdeauna relustruit economic.
Rolul lubrifierii în rezultatul finisării suprafeței
Ungerea este unul dintre cei mai mari factori care afectează finisarea suprafeței în orice mașină de trefilat. Sistemele de lubrifiere umedă - în care firul trece printr-o baie de lubrifiant lichid înainte și în timpul contactului cu matrița - depășesc constant tragere uscată în ceea ce privește calitatea suprafeței. Avantajele cheie ale lubrifierii umede într-o mașină de trefilat includ:
- Coeficient de frecare redus (de la ~0,10–0,12 la tragere uscată până la ~0,04–0,06 la tragere umedă)
- Prevenirea urmelor de marcare a matriței pe suprafața firului
- Management termic constant, prevenind micro-fisurarea suprafetei la viteze mari de tragere
- Îndepărtarea finelor de metal care altfel s-ar îngloba în suprafața firului
Mașinile de desenat cu role, prin proiectare, au capacitatea limitată de a închide complet zona de deformare în lubrifiant. Această limitare structurală este un motiv principal pentru care finisarea suprafeței lor este în urmă în urma mașinilor de trefilare cu matriță închisă, în special la viteze de tragere mai mari de peste 10 m/s.
Decizia între o mașină de sârmă și o mașină de trage cu role ar trebui să fie determinată de specificațiile specifice ale produsului, nu numai de costul mașinii.
- Dacă utilizarea finală a firului dvs. necesită Ra sub 0,8 µm , toleranță strânsă la rotunjime (ovalitate sub 0,5%) sau diametre sub 1,0 mm - alegeți o mașină de trefilare.
- Dacă desenați aliaje dure, prelucrați tije cu diametru mare în treceri de defalcare sau acordați prioritate duratei de viață a matriței față de finisarea suprafeței - o mașină de desenat matriță cu role este o alegere practică.
- Pentru liniile de producție mixte se folosesc multe facilități mașini de matriță cu role pentru defalcare brută și mașini de trefilare pentru finisare , combinând cost-beneficii ale ambelor.
Investiția în îmbunătățirea calității matrițelor și a sistemului de lubrifiere la o mașină de trefilare va produce în mod constant randamente mai bune la finisarea suprafeței decât orice modificare disponibilă pentru echipamentele cu matriță cu role. Pentru producătorii a căror valoare a produsului depinde de estetica suprafeței sau de aderența de precizie a acoperirii, mașina de trefilare rămâne tehnologia de referință.
