Quando si confronta la qualità della finitura superficiale, convenzionale macchine per trafilatura generalmente producono finiture superficiali più lisce e uniformi rispetto alle macchine per trafilatura a rulli per la maggior parte dei tipi e diametri di filo. Tuttavia, il divario prestazionale dipende fortemente dal materiale del filo, dal diametro target, dalla velocità di produzione e dal metodo di lubrificazione. Capire dove ogni macchina eccelle aiuta i produttori a prendere decisioni più intelligenti sulle apparecchiature.
Come ciascuna macchina ottiene la finitura superficiale
Una norma macchina per trafilatura forza il filo attraverso una filiera in carburo di tungsteno o diamante sotto tensione. La geometria della matrice, in particolare l'angolo di attacco, la lunghezza del cuscinetto e lo scarico posteriore, comprime e allunga il filo in modo uniforme. Questo contatto a 360 gradi tra matrice e filo si traduce in una superficie altamente controllata, con I valori di rugosità superficiale (Ra) variano tipicamente da 0,2 µm a 0,8 µm a seconda della qualità dello stampo e della lubrificazione.
Una macchina per trafilatura a rulli, al contrario, utilizza due o più rulli temprati contrapposti per ridurre la sezione trasversale del filo. Poiché i rulli entrano in contatto con il filo in punti distinti anziché attorno alla sua intera circonferenza, la deformazione è meno uniforme. Ciò spesso si traduce in una sezione trasversale leggermente ovale e valori Ra superficiali nell'intervallo di Da 0,6 µm a 1,5 µm , che in molte applicazioni è notevolmente più ruvido rispetto alla trafilatura convenzionale.
Confronto diretto: metriche di finitura superficiale
| Criteri | Macchina per trafilatura | Macchina per trafilatura a rulli |
|---|---|---|
| Rugosità superficiale (Ra) | 0,2 – 0,8 µm | 0,6 – 1,5 µm |
| Rotondità della sezione trasversale | Eccellente (contatto a 360°) | Moderato (punto di contatto) |
| Ossido/scaglia superficiale | Basso (con lubrificazione adeguata) | Moderato (zone di attrito dei rulli) |
| Efficienza della lubrificazione | Alta (lubrificazione della matrice) | Inferiore (contatto rullo aperto) |
| Ideale per | Fili sottili, medicale, elettronica | Leghe dure, asta di grosso spessore |
Dove le macchine per trafilatura hanno un chiaro vantaggio
Per le applicazioni che richiedono tolleranze superficiali ristrette, una macchina per trafilatura è la scelta preferita. I settori con i requisiti di finitura più esigenti includono:
- Filo medico (ad esempio fili guida, suture chirurgiche): Ra deve essere inferiore a 0,4 µm per prevenire danni ai tessuti e garantire la biocompatibilità.
- Filo smaltato/filo smaltato : Una superficie ruvida provoca un'adesione irregolare del rivestimento dello smalto, con conseguenti guasti all'isolamento. Le macchine per trafilatura con filiere diamantate lucidate raggiungono la levigatezza richiesta.
- Filo sottile inferiore a 0,5 mm di diametro : Le fustellatrici a rulli generalmente non sono adatte a questa scala. Le macchine per trafilatura con sistemi di lubrificazione a umido possono lavorare in modo affidabile fili fino a 0,01 mm.
- Filo lucido per applicazioni a vista : I fili decorativi, i fili per gioielleria e i cavi architettonici richiedono una finitura brillante, a specchio, che solo una macchina per trafilatura ben calibrata può garantire in modo costante.
In un test controllato utilizzando filo di rame con diametro di 1,0 mm, una macchina per trafilatura multistampo dotata di filiere in carburo di tungsteno lucidato e lubrificazione a umido a base di olio ha prodotto un filo con Ra = 0,25 µm , mentre una macchina a due rulli operante sulla stessa materia prima ha prodotto Ra = 0,92 µm - quasi quattro volte più ruvido .
Dove le macchine per trafilatura a rulli sono competitive
Le macchine per trafilatura a rulli non sono inferiori in ogni scenario. Offrono vantaggi specifici che li rendono la scelta migliore in determinati ambienti di produzione.
Lavorazione di materiali duri e altolegati
Per materiali come tungsteno, molibdeno, acciaio inossidabile o leghe di titanio, l'usura della filiera in una macchina per trafilatura convenzionale è grave e costosa. Le macchine a rulli utilizzano rulli rotanti che distribuiscono l'usura su un'area di contatto più ampia, prolungando la durata dell'utensile da 3 a 5 volte rispetto alle matrici fisse in queste applicazioni con materiali duri. Il compromesso relativo alla finitura superficiale è accettabile in questo caso poiché questi prodotti sono tipicamente strutturali anziché rifiniti con precisione.
Rottura dell'asta di grande diametro
Nelle fasi iniziali della scomposizione, ovvero la riduzione dell'asta da 8 mm a 3–4 mm, la finitura superficiale è secondaria rispetto all'efficienza della riduzione dimensionale. Le macchine a rulli gestiscono questo lavoro di sgrossatura in modo efficace e il loro costo inferiore per passata le rende economicamente interessanti per operazioni ad alto tonnellaggio. Una macchina per trafilatura convenzionale viene quindi utilizzata a valle per le passate di finitura dove la qualità della superficie è importante.
Costo operativo inferiore per passaggio
Le matrici a rulli possono essere riaffilate e riutilizzate più volte. Al contrario, le filiere in diamante e metallo duro per le macchine per trafilatura del filo sottile sono componenti di precisione che possono costare Da $ 50 a $ 500 a morte a seconda del tipo e delle dimensioni e non sempre può essere rilucidata in modo economico.
Il ruolo della lubrificazione nel risultato della finitura superficiale
La lubrificazione è uno dei fattori più importanti che incidono sulla finitura superficiale di qualsiasi macchina per trafilatura. I sistemi di lubrificazione a umido, in cui il filo passa attraverso un bagno di lubrificante liquido prima e durante il contatto con la matrice, superano costantemente la trafilatura a secco in termini di qualità della superficie. I principali vantaggi della lubrificazione a umido in una macchina per trafilatura includono:
- Coefficiente di attrito ridotto (da ~0,10–0,12 nella trafilatura a secco fino a ~0,04–0,06 nella trafilatura a umido)
- Prevenzione di rigature sulla superficie del filo
- Gestione termica coerente, prevenendo microfessurazioni superficiali a velocità di trafilatura elevate
- Rimozione di particelle metalliche che altrimenti si incastrerebbero nella superficie del filo
Le macchine per trafilatura a rulli, per progettazione, hanno una capacità limitata di racchiudere completamente la zona di deformazione nel lubrificante. Questa limitazione strutturale è una delle ragioni principali per cui la loro finitura superficiale è in ritardo rispetto alle macchine per trafilatura con filiera chiusa, in particolare a velocità di trafilatura superiori a 10 m/s.
La decisione tra una macchina per trafilatura e una macchina per trafilatura a rulli dovrebbe essere guidata dalle specifiche specifiche del prodotto, non solo dal costo della macchina.
- Se l'utilizzo finale del cavo lo richiede Ra inferiore a 0,8 µm , tolleranza di rotondità stretta (ovalità inferiore allo 0,5%) o diametri inferiori a 1,0 mm: scegli una macchina per trafilatura.
- Se stai trafilando leghe dure, lavorando barre di grande diametro in passaggi di rottura o dando priorità alla durata dello stampo rispetto alla finitura superficiale, una macchina per trafilatura a rulli è una scelta pratica.
- Per le linee di produzione miste, molti impianti utilizzano macchine a rulli per la sgrossatura e macchine trafilatrici per la finitura , combinando i vantaggi in termini di costi di entrambi.
Investire nella qualità della filiera e negli aggiornamenti del sistema di lubrificazione su una macchina per trafilatura produrrà costantemente migliori ritorni in termini di finitura superficiale rispetto a qualsiasi modifica disponibile per le attrezzature per filiere a rulli. Per i produttori il cui valore del prodotto dipende dall'estetica della superficie o dall'adesione precisa del rivestimento, la trafilatrice rimane la tecnologia di riferimento.
