EuroWire January 2015

Technischer artikel

Aluminiumdrahtziehen vorbereitet, mit Einsatz der Technik der zuvor genannten nanokristallinen Diamantenverbundstoff- Beschichtungen und des darauf folgenden Schleifens. Entsprechend der praktischen Ziehtests des Aluminium- und des emaillierten Aluminiumdrahts, die an Produktionslinien von Kunden in China durchgeführt wurden, zeigten nanokristalline Diamantenverbundstoff- Beschichtungen sehr gute Haftungsleistungen, Abriebfestigkeit und eine sehr niedrige Oberflächenreibung. Die mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine zeigten eine Verbesserung der Lebensdauer der Ziehsteine, um den Faktor von zirka 10 bis 25 erhöht, bei einer Ziehgeschwindigkeit um 15m/sec. Daher können nicht nur die Kosten der Ziehsteine selbst gespart werden, sondern auch die Umrüstzeiten wesentlich gesenkt (nur 4% gegenüber 10% des vorherigen Verfahrens) und die Produktivität erheblich erhöht werden. Da der Reibungskoeffizient zwischen der Diamantbeschichtung der mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen und des Aluminiumleiters so gering ist (nur zirka 0,09 entsprechend), kann die Anwendung dieser Ziehsteine natürlich die Oberflächenbeschaffenheit der gezogenen Produkte verbessern und der durch Aluminium verursachte Abrieb bei den Ziehsteinen vermieden werden. Die hervorragende Abriebfestigkeit der nanokristallinen Diamantbeschichtung der Ziehsteine bietet die Beständigkeit des Drahtdurchmessers und spart somit Rohmetallmaterial bis zu 1-2% ein. mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine beim Hochgeschwindigkeit- Drahtziehen positiv bewertet und sind weitgehend anwendbar in den umweltfreundlichen Drahtziehverfahren „ohne Beizen“. 4.2 Anwendungsperspektive der Wasserschmierung bei Ziehverfahren von Al-Draht und Koaxialkabel/Rohre aus Al- Es besteht ein weiterer dominanter Vorteil bei den mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen, der in diesem Artikel untersucht wurde: der Wechsel der Schmierungsmethode mit dem besonders attraktiven, umweltfreundlichen Element, neben den direkten Kosteneinsparungen. Darüber hinaus werden die Kunststoffcompound anhand der mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen

Trägerbereichen zu vermindern. Zu berücksichtigen ist auch die Oberflächenbeschaffenheit der Aluminiumprodukte. zufriedenstellende Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen sind bei Hartmetall-Ziehsteinen ölbasierte Schmiermittel erforderlich. Dennoch bringen ölbasierte Systeme auch eine Menge Bedenken mit sich. Zum Beispiel sind die Kosten der Schmiermittel hoch, teure Zubehörausrüstungen sind erforderlich und es besteht ein Verbrauch an Ölressourcen (ölbasierte Schmiermittel bei Herstellungsverfahren). Durch ölbasierte Schmiermittel wird außerdem die Werkstatt verunreinigt (Smog, chemische Teilchen und Mikroben) und die Aluminium-Abfälle können nur sehr schwer recycelt werden. Für Kunden im Bereich Ziehverfahren stellen diese zwei Faktoren ein großes Problem dar, insbesondere das Recyclen von Aluminium-Abfällen. Eine Art wasserbasiertes Schmiersystem kann erfolgreich eingeführt werden, um das konventionelle ölbasierte Schmiersystem zu ersetzen, wenn die mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine für die Herstellung von Koaxialkabel und Rohre aus Al- Kunststoffcompound eingesetzt werden. Das wurde in den letzten Jahren in der chinesischen Produktion zunehmend beliebter [5][6] . Der Erfolg ist das direkte Ergebnis der einzigartigen Struktur vom sp 2 -verbundenem Kohlenstoff in der Schicht der nano-kristallinen Diamantbeschichtung der beschriebenen Ziehsteine. Daraus ergibt sich nicht nur eine sehr niedrige Reibung an der Schnittstelle mit Aluminium (und mit einer guten Selbstschmierung, die mit einigen graphitähnlichen Strukturen vergleichbar ist), sondern auch eine bessere Benetzung mit einer Schmierschicht in wasserbasierten Schmiermitteln (vs. der konventionellen polykristallinen Beschichtung). Hartmetall-Ziehsteine werden auch auf die Schwierigkeiten einer starken Sauerstoffätzung und einem adhäsivem Verschleiß stoßen (die adhäsiven Staub bilden usw.), wenn wasserbasierte Systeme eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu ist das Verfahren völlig problemlos, wenn die mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine eingesetzt werden, dank dem hohen Maß an chemischer Trägheit und der sehr niedrigen Verschleißrate der Diamantbeschichtungen. des Ziehsteins Um eine Konventionelle

Abb. 5 zeigt die Anwendungsmöglichkeiten der Wasserschmierung im Ziehverfahren für Rohre aus Al-Kunststoffcompound mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen in der Anlage eines Kunden in der Zhejiang Provinz in China und das endgültige Aussehen des Aluminiumprodukts. Mit einem derartigen Einsatz spart der Kunde ein große Menge Kosten für Schmieröl, der Zubehörausrüstungen für die Thermostatreinigung und weitere Verfahren, und reduziert dabei wesentlich die Umweltverschmutzung. Die somit hergestellten Rohre aus Al- Kunststoffcompound sind gleichmäßiger und weisen einen genaueren Durchmesser sowie eine bessere Oberflächenbeschaffenheit auf, im Vergleich zum anderen Produkt, das zuvor mit Einsatz von Hartmetall-Ziehsteinen und einem ölbasierten Schmiersystem hergestellt wurde. in China wiederholt. Mit nanokristallinen Diamanten beschichtete Ziehsteine werden von wichtigen Herstellern in China positiv bewertet, dank des umweltfreundlichen Elements der Wasserschmierung. Dasselbe hat sich bei mehreren Aluminiumdrahtziehanwendungen Analyse Raman- Spektroskopie, enthalten nanokristalline Diamantbeschichtungen auch einen nützlichen großen Prozentsatz an polykristallinen Diamantstrukturen mit sehr geringen Korngrößen von zirka 50nm und eine große Anzahl an Korngrenzen. Diese Beschichtungen bieten eine sehr gute Abriebfestigkeit, eine hohe Oberflächenbeschaffenheit und eine niedrige Reibung mit Aluminium. Die Anwendung von mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen in den Ziehverfahren mit Aluminiumdraht oder -rohr (Koaxialkabel oder Rohr aus Aluminium-Kunststoffcompound) kann nicht nur die Lebensdauer der Ziehsteine erheblich erhöhen (10 bis 25 Mal jene der Hartmetall-Ziehsteine), die Umrüstzeiten wesentlich senken und die Produktivität steigern, sondern auch eine grundsätzliche Beständigkeit des Drahtdurchmessers sichern und die Qualität sowie Oberflächenbeschaffenheit der REM- und 5 Schlussfolgerung Nanokristalline Diamantverbundstoff- Beschichtungen Innenoberflächen werden auf den der Hartmetall- (YG6) Ziehsteine mit Einsatz der HFCVD-Verfahren abgeschieden. Entsprechend der Ergebnisse der

Bei mit

den

meisten

Produktionslinien

Hartmetall-Ziehsteinen

werden

ölbasierte eingesetzt, um die Ziehsteine zu kühlen und die Reibung in den Reduktionszonen und Schmiermittel

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