Beim Drahtzug muss die Keramikoberfläche gut auf die Anforderungen des Drahtes abgestimmt sein.

Beim Drahtzug muss die Keramikoberfläche gut auf die Anforderungen des Drahtes abgestimmt sein. (Bild: Ceramtec AG)

Eine hohe Drahtqualität und Prozesssicherheit in der Drahtproduktion schafft die CeramTec AG mit feinstpolierten Keramikoberflächen der Drahtzugwerkzeuge.

PLOCHINGEN (rm). Wenn der Draht unter voller Spannung auf den Keramikrollen der  Drahtzugmaschine gezogen wird, wirken sehr hohe Kräfte auf Maschine und Draht. Mit ständigem Schlupf bewegt sich der Draht über die keramischen Ziehringe, sodass eine permanente Reibung zwischen der Rolle und der Oberfläche des Drahtes besteht. Damit diese keinen dauerhaften Schaden nimmt, der am Ende zu Korrosionen oder im schlimmsten Fall zum Reißen des Drahtes auf der Maschine führt, muss die Keramikoberfläche gut auf die Anforderungen des Drahtes abgestimmt sein.

Bei der Drahtfertigung werden in der Regel Drahtziehringe aus Zirkonoxid oder Aluminiumoxid verwendet. Für spezielle Anforderungen der Maschine oder des Drahtes kommen aber auch Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid zum Einsatz. Aus den unterschiedlichen Kornstrukturen der verschiedenen Keramikmaterialien resultieren deren spezifische Eigenschaften.

Denn die Korngröße ist für die Oberfläche und die erzielbare Rauheit des geschliffenen oder polierten Teils entscheidend. Nach dem Sintern können diese Hochleistungswerkstoffe wegen ihrer Materialhärte nur noch mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden. Sie werden je nach Anforderung geschliffen, feingeschliffen und poliert, bevor die optimale Konzentrizität des Gesamtwerkzeugs als letzter Arbeitsschritt im montierten Zustand ausgewuchtet wird.

Damit auf den Draht im Produktionsprozess ein konstantes Drehmoment ausgeübt und der Schlupffaktor präzise eingestellt werden kann, ist für die Ziehwerkzeuge eine Oberfläche mit einem hohen Kontaktbereich notwendig. Außerdem muss die Oberfläche sicherstellen, dass das Schmiermittel gleichmäßig haftet.

Durch das Polieren werden kleinere Oberflächenunebenheiten entfernt, die durch die Schleifscheibe entstanden sind. Dadurch weist die Oberfläche am Ende des Prozesses ein Kopfsteinpflastermuster auf. Dieses spezielle Muster erhöht den Kontaktbereich signifikant, weshalb sich auf den Draht das notwendige konstante Drehmoment applizieren lässt und der Schlupffaktor entsprechend genau abgestimmt werden kann.

Die glatt polierte Oberfläche des Zugwerkzeuges beeinträchtigt die Oberfläche beschichteter Drähte nicht so sehr, wie eine Oberfläche, die ausschließlich geschliffen wurde. Denn die mikroskopischen Erhebungen einer angeschliffenen Oberfläche wirken wie kleine Messer, welche die Beschichtung verletzen und so eine Korrosion zwischen dem Trägermaterial und der Beschichtung herbeiführen. Daraus ergibt sich auch die Notwendigkeit für die Drahtproduktion, die keramischen Oberflächen immer rein zu halten und Rückstände von anhaftendem Beschichtungsmaterial zu entfernen.

In der Herstellung werden Ziehwalzen und Ziehkonen zunächst vorgeschliffen und erst nach der Montage feingeschliffen und poliert. Dann werden sie ausgewuchtet, so dass sie auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten die bestmögliche Konzentrizität aufweisen. So wird erreicht, dass keine Vibrationen die Drahtführung innerhalb der einzelnen Verfahrensschritte stören.

Dadurch wird nicht nur eine konstante Drahtführung erzielt, sondern es werden auch Beschädigungen oder ein Abreißen des Drahtes verhindert. Die harten und klar definierten Oberflächen der Keramikmaterialien bringen außerdem einen niedrigen Wartungsaufwand, verlängerte Wartungsintervalle und Maschinen-standzeiten mit sich. Vor allen Dingen verbessert sich die Produktqualität des Drahtes deutlich.

Auch bei den keramischen Ziehringen können nach langer Betriebszeit erste Verschleißerscheinungen auftreten. Doch die kleinen Kerben oder Rillen beeinträchtigen die polierte Oberfläche nicht, weil weiterhin die mikroskopische, kopfsteinpflasterähnliche Oberflächenstruktur vorhanden ist. Deshalb werden auch die Reibungs- und Schmierbedingungen nicht beeinträchtigt. Da sich die Rahmenbedingen und Ansprüche der einzelnen Drahtproduktionen stark voneinander unterscheiden, stimmt CeramTec die Oberflächen der Keramikwerkzeuge zusammen mit dem Anwender individuell auf das jeweilige Fertigungsverfahren ab.