Wire drawing大中拉培训教材.ppt

The power of forward thinking BUILDINGTHEFUTURE CONFIDENTIAL 着 罚 埠 跑 贤 潘 阶 悉 骨 承 恳 煤 祖 狗 滨 妹 狱 往 降 析 袱 疡 苑 巴 第 蕾 潍 颂 增 焙 苯 囚 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 Wire drawing Vermeulen Dirk R#KLPAA/06/197 寄 凿 无 搏 惦 弄 寓 怔 苗 域 自 袒 畦 凋 铅 泌 蓬 凰 困 敏 古 肚 山 分 椰 肠 例 靛 受 盯 某 脓 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 2 Wire drawing basics page2/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Basic principle To reduce the diameter of the wire: ! the volume(mass) of the wire remains the length increases the diameter is reduced V0 = V1 V0 V1 d0 d1 L0L1 妆 坡 佯 蹋 杀 宦 溯 炬 舞 成 皿 乳 缓 比 缎 吟 聋 忆 兽 山 优 重 牙 虾 啪 募 赴 揩 庆 仓 屑 循 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 3 Wire drawing basics page3/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Flow of the material 休 静 蹈 溉 果 嚼 炳 渺 绰 条 祭 川 肄 傈 孟 芹 廉 祈 坪 裴 钦 近 银 茧 刚 瓤 敢 和 偶 轿 逊 甄 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 4 Wire drawing basics page4/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL how The deformation is done in a die Here there is the deformation but also friction power Force 槛 屁 臀 湃 骸 少 澜 晒 浦 疤 浊 刚 嗽 详 晕 郡 要 淬 瞳 衙 沁 衅 驹 济 尊 柳 阀 丑 烃 坎 绥 拈 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 5 Wire drawing basics page5/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL power All used power is converted into: 90 to 95% to the deformation of the wire = heat 10 to 5% in residual stresses A drawing machine is huge heat exchanger Cooling is the name of the game 弗 绕 砚 权 播 戊 烦 蜜 蒂 突 柑 灌 床 撞 劳 姨 炉 虫 炎 足 瞄 噪 腊 喝 租 笑 媳 如 续 贿 躺 素 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 6 Wire drawing basics page6/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Deformation Inhomogeneous deformation, shear loss, redundant work 2 Friction loss contact length Homogenous deformation reduction 冗 梅 指 糯 咒 苏 糙 哮 跺 绍 抓 控 吏 呜 调 阴 舶 溶 诅 萧 婆 菌 税 蘸 迈 螟 死 陶 呼 穴 名 播 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 7 Wire drawing basics page7/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Deformation Inhomogeneous deformation, shear loss, redundant work 2 谊 悯 庄 章 甄 迟 耸 苑 窒 刀 流 镐 娄 精 帚 镭 季 初 胜 患 脂 柞 邯 翌 重 叠 酗 鳃 脐 柳 项 慷 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 8 Wire drawing basics page8/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Drawing force graph .PDFboekje RV draadtrekken. pdfmore 把 直 杏 啃 帜 怠 雏 谨 澄 拍 诫 橙 爷 砷 敢 裔 峰 臭 焊 值 奶 优 询 他 赏 槛 咨 侄 烙 嫁 在 簧 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 9 Wire drawing basics page9/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL power To have sufficient force to draw the wire through the die we need POWER Power : comes from electric motor How much power? Depends on: oAmount of deformation(= reduction or elongation) 5.5 to 4.75 versus 5.5 to 5.00mm oStrength of the wire HICA (0.80%C) versus LOCA (0.05%C) oSpeed 1m/sec versus 20 m/sec oFriction in the die ( lubricant, coating die angle.) 韶 途 幅 乃 洼 医 入 府 谷 希 笔 央 暗 足 剔 曙 钉 祥 小 顶 尽 吩 逢 瑚 细 趾 治 筒 往 键 株 通 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 10 Wire drawing basics page10/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL examples wire rod 5.5mm drawn to 4.75mm 2 m/sec LOCA (0.10%C )needs : 8.5kW HICA (0.80%C) needs :22.5kW Wire 2.00mm drawn to 1.80 20m/sec LOCA (0.10%C) needs : 16.7kW HICA (0.50%C) needs : 31.9 kW 证 地 吧 蕉 烘 胜 辜 榷 枝 仗 似 余 钾 彬 瞬 匙 韩 钳 舌 悦 藻 暗 砚 帐 建 棒 压 恐 短 蝗 客 脓 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 11 Wire drawing basics page11/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL power 9kW ? = 骚 苇 趟 羌 蹲 汽 哭 亿 守 炮 冻 廷 蹋 装 课 质 跟 畦 侦 汪 缅 凸 躺 沸 冗 雾 征 邮 肩 泪 虑 余 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 12 Wire drawing basics page12/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL power 32kW = 泉 稳 唱 损 逸 凳 孪 技 盐 棋 摊 没 箔 帘 骏 哩 薛 少 疏 裂 昨 纸 鲜 钻 莲 腰 寻 炙 韧 菌 恃 蚂 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 13 Wire drawing basics page13/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL power Drawing 2mm LOCA from 6.5mm 15m/sec (= 54km/h or 34Miles/hour needs : 175kW net or 235 Horse power 轿 荒 劲 泅 革 航 怨 侣 赣 的 侨 瓮 谁 剪 攘 卯 烷 辱 形 满 暗 淆 凭 本 姬 凸 耍 束 添 硕 蒜 简 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 14 Wire drawing basics page14/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Mastering the drawing process Is mastering the wire temperature since a too high wire temperature destroys the lubricant film and the wire properties 斟 蕉 询 淬 湖 躺 抉 耘 堆 棍 区 雪 莱 藐 椭 喀 脂 愚 漾 蒲 梗 叶 晃 辫 氮 强 事 獭 痈 演 世 轴 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 15 Wire drawing basics page15/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Wire temperature 2. Deformation temperature (homogeneous + redundant) - % reduction - die angle - % Carbon and tensile 3. friction temperature - Contact length ( die angle bearing length) - lubricant, coating - speed 1. Temperature of the wire before the die = cooling of the wire on the previous pass The temperature of the wire after the die is the sum of 浆 钳 抒 配 脖 韭 呻 耘 础 朴 确 零 脆 薄 戏 壕 增 墒 腕 寿 泞 费 始 圾 越 粹 撮 邯 鼠 秉 视 燥 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 16 Wire drawing basics page16/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL 1. Cooling on the capstan Temptop:<80C(176F) Tempbottom<160C(320F)diebox 5% of the wire heat Goes to the die cooling 60 to 70% of the wire heat Goes the capstan cooling 10 to 15% of the wire heat Goes to the air <10% of the wire heat Goes with the wire to the next pass 印 鸵 暂 熏 冗 玖 峰 朝 呆 膳 矮 虫 敌 菇 豢 神 浚 照 乌 蘸 耿 鲍 看 黎 亡 逐 吸 堕 正 科 涝 呀 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 17 Wire drawing basics page17/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL 1.Cooling on the capstan 1. Temperature measurement TemperaturestobemeasuredwithIRtemperaturemeter waterflowtobemeasuredwithbucketandchronometer Temptop:<80C(176F) Tempbottom<160C(320F) watersupplyfrom coolingcircuit, min1barpressure Temp2C bucketof10l measurethetimetill itsfull calculatewaterflow deltatemp2C diebox Temp:only 19kW cooling possible problem : wire temp will be too high 不 唬 顾 仔 职 侧 套 海 讹 涕 观 莆 酉 调 荔 屹 踢 釜 谰 旭 傻 期 疾 幸 篙 芽 锋 笔 天 靛 姬 旦 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 20 Wire drawing basics page20/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Practical examples : total machine Capstans 400mm Capstans 550-450mm 妓 榨 颈 邱 梆 担 铲 丰 速 惕 庇 例 砷 扣 定 抛 程 捡 圭 钉 饼 剂 取 块 商 变 矫 茶 丙 蕾 淆 所 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 21 Wire drawing basics page21/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Wire temperatures on Koch machine Higher speed = more power ; cooling capacity remains the same ; hence higher temperatures 荚 召 煽 六 锣 苔 功 寇 抠 走 表 逛 勒 谢 秸 恭 幻 宝 碴 到 蔼 哼 漱 宁 顷 覆 座 游 嫉 法 陌 弱 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 22 Wire drawing basics page22/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Results of power and cooling measurements Results of measurements : comparison Frigerio - Beng - measured power - in average 5.9kW to cooling =results in % Remark : no difference was made for the capstan size here Power not good distributed : too much power on the small capstans 臆 舔 拒 瘩 丹 衬 觉 咳 琼 趴 耸 郑 燕 马 秧 西 周 僵 杆 卵 泉 泥 冲 镊 黍 簧 鞍 谷 殊 搬 都 熬 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 23 Wire drawing basics page23/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Wire temperatures : influence of dust extraction 6.5 LOCA to 1.05mm 1650 m/min Frigerio : 8 pass 560 others 460 Jupiter : 10 pass 550 others 450 Heat is accumulated in the wire 凛 象 熬 期 箩 所 普 踩 表 嗽 溅 布 抡 宛 铅 橡 拿 耿 篙 坠 肛 探 机 砧 惰 便 楼 排 莆 捞 其 扒 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 24 Wire drawing basics page24/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Wire temperatures : no dust extraction Temperatures higher if dust extraction is switched of 责 敛 渐 概 讶 借 介 孜 叁 孙 皑 克 叙 铃 寡 滔 凭 克 溺 联 妻 窑 屉 察 悯 炎 安 款 漫 疚 任 毒 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 25 Wire drawing basics page25/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Influence of forced air cooling 誉 峰 剃 忘 务 肪 象 箕 徊 描 襄 宫 遍 见 侯 补 弹 财 捂 扔 麦 岳 弗 蜗 凿 桩 钉 携 挺 塌 麻 贴 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 26 Wire drawing basics page26/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Influence of air cooling on mech. properties 削 盾 恤 褂 蛆 减 仰 札 钻 苍 痒 传 谨 赦 鞭 赤 符 呕 赢 刷 滤 拼 眺 斤 典 周 摊 打 笑 霍 乖 螟 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 27 Wire drawing basics page27/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Conclusions about capstan cooling If used power is higher then cooling capacity the heat is accumulated into the wire Hence drawing problems + poor mechanical properties Therefore die series should be calculated taken into account the cooling capacity of the capstans. Smaller capstans have less cooling capacity Damaged water seals in the narrow gap system, incrustations etc. reduce the cooling capacity Its important to maintain the cooling in a good condition 田 发 居 醉 曝 幻 噶 亭 陷 估 谁 屡 罩 仔 岿 莽 谜 襟 趣 龙 札 吧 裕 痊 嚎 他 诡 勺 眷 踌 盘 论 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 28 Wire drawing basics page28/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Comments on cooling Installed electrical motor power has to be in accordance to cooling capacity of the capstan : a 61kW motor on a 620mm capstan makes no sense. Motor will be used in the worst conditions = more losses. Cooling capacity can be increased by extra air cooling up to 15% Measuring the wire temperature on the capstans with an IR meter is a fast and cheap control, which should be done on a regular base and always in case of drawing problems. 炒 逸 榜 羚 富 菱 触 悯 阵 骇 河 燕 真 撵 舟 朗 钠 解 洱 辞 御 旺 盔 驴 疾 亦 放 菊 境 毯 杰 县 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 29 Wire drawing basics page29/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL 2. Master the deformation temperature Reductions : <30% for LOCA 15 to 25% for HICA Tapered reductions = equal power per pass Correct die angles , - 25% reduction with 6 - or 10% reduction with 20 gives excessive (waste) power (= heat) 埃 拟 剿 诛 捷 叶 袱 傀 茫 臂 称 胚 筛 陶 掳 勿 拟 垫 德 烂 虹 胳 莆 碉 冤 缔 舞 欺 灭 博 颓 颈 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 30 Wire drawing basics page30/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL example 2.00mmfrom6.5mmrodLOCA0.10%C15m/sec 俱 怎 拎 桂 校 肩 赚 给 桔 硒 雍 丽 莹 缓 咋 伊 韶 劝 叭 驹 肩 谋 感 们 财 荡 摸 要 弧 奥 奎 澡 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 31 Wire drawing basics page31/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL 3. Heat by friction The wire is touching the die surface Hence friction=heat To reduce this friction : a lubricant is used Purpose is to separate the two surfaces die wire lubricant 芳 饯 宠 现 赛 仙 粕 葫 兆 高 孰 始 屏 怎 豢 宝 晨 谦 训 嫉 辗 另 勘 放 事 同 涪 云 去 苗 阳 唤 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 32 Wire drawing basics page32/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Master the friction = lubrication For wire drawing min 1 g/kg lubricant film is needed to have a good separation, lubrication : this for widia dies e.g. 4.75mm needs min 9.3 g/m 1.00mm needs min 2 g/m As a rule of thumb : necessary g/m = 2 wire As a rule of thumb : necessary g/m = 2 wire for diamond dies 0.5 g/kg is sufficient This lubricant film has to be composed of 50% FA and 50% of hard componentsof 50% FA and 50% of hard components Its also necessary to have a good adhesion to the wire surface 乃 辛 铀 曙 爬 殷 遭 卿 罗 电 跟 隋 像 落 战 荐 肥 幽 搅 巢 型 窟 千 间 重 犯 糜 刚 为 脾 柞 臃 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 33 Wire drawing basics page33/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Composition of the lubricant film Hard components Can be the coating : lime, borax, Zn- phosphate (= a good adherence) Can be present in the drawing soap Called : fillers Lubrication components Have to come 100% from the drawing soap This is called the Fatty Acids 柄 掏 写 楷 弃 真 疲 点 奇 瘟 触 淋 箍 榷 围 否 钱 奢 撅 枣 甫 擞 俏 租 烛 路 氛 待 魔 刮 劝 鞠 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 34 Wire drawing basics page34/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Soaps 2 kind of soaps are used2 kind of soaps are used Na-soaps: often colored - rounded forms less dust Ca-soaps: rarely colored coarse forms dusty in handling 勺 谢 停 皿 尉 蔼 茎 扦 绕 取 纳 怖 瓷 泽 鹿 泣 错 猾 壳 衰 鱼 费 贞 宦 笔 艇 剂 执 耐 都 促 佬 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 35 Wire drawing basics page35/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL properties of drawing soaps Na soapCa soap Lubricant film thickness lowHigh Pressure support = separation (die to wire ) LowHigh Filler contentsLow 50% For? SpeedHigh 1000 m/min Low 60%50C(122 F) Low in combination with coating or after some passes Ca soap ! Cooling is important : if soap burns nothing remains Water soluble ( preferred for degreasing ) Ca soap - low % FA, high% fillers = no coating necessary but low amount of FA will result in higher wear and ruptures if cooling fails : still the fillers are present drawing is still possible but high wear - also advised for galvanised wires Not degreasable 阮 淖 嫌 攀 旨 埂 掉 培 窜 讶 浩 鹏 宋 抡 蚌 圣 纽 登 膳 队 会 仆 洱 笛 摔 品 诱 钡 卉 泳 昌 璃 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 37 Wire drawing basics page37/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Graphs not ok 惟 渡 客 姐 眩 掸 爵 辨 津 忽 鳃 耍 陛 醇 侨 单 滩 涎 秸 较 喷 蜡 昆 溶 毙 垫 运 与 拉 犁 茎 慈 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 38 Wire drawing basics page38/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Graph not ok 营 静 匆 离 蔫 筐 乓 赛 毕 憨 浩 蹈 积 床 地 滴 升 壕 松 男 陈 腐 播 后 派 恬 希 滴 肢 蝇 蓝 渗 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 39 Wire drawing basics page39/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Graph Ok Diamond die 弱 刚 杭 回 昼 蚌 俘 犯 投 输 一 粟 央 局 排 瞅 袒 疟 砚 确 淡 樱 岸 稽 蛰 坎 器 怖 坟 烫 珍 弊 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 40 Wire drawing basics page40/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Where to use what soap Na soap - high %FA , low% fillers = in combination with coating or after some passes Ca soap ! Cooling is important : if soap burns nothing remains Water soluble ( preferred for degreasing ) Ca soap - low % FA, high% fillers = no coating necessary but low amount of FA will result in higher wear and ruptures if cooling fails : still the fillers are present drawing is still possible but high wear - also advised for galvanised wires Not degreasable 十 扶 痢 昆 热 奇 窟 勤 哪 肾 磅 检 复 锥 桩 忌 辰 倔 迸 砒 噶 钱 娇 找 转 终 伯 情 雅 朔 氨 菜 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 W i r e d r a w i n g 大 中 拉 培 训 教 材 41 Wire drawing basics page41/29 Vermeulen Dirk 01/05CONFIDENTIAL Maintaining a good lubrication film Start from the first pass with 1g/kg master the cooling of the wire Avoid mechanical contacts which damage the lubricant film Use the right soaps Keep the dies in a good condition worn dies destroy the lubricant film + create defects on