Keramikwerkzeuge: ein Muss beim Drahtziehen
Kupferdraht wird in Deutschland ausschließlich mit Keramikwerkzeugen hergestellt – aus gutem Grund: Bei höchsten Prozessanforderungen gewährleistet Technische Keramik die beste Drahtqualität. CeramTec konzipiert seit über 60 Jahren Ziehwalzen und -konen. Die Werkstoffeigenschaften werden permanent an die steigenden Anforderungen angepasst, auch mittels wissenschaftlicher Analyse von Wechselwirkungen am eigens entwickelten Prüfstand. Ergebnis der Entwicklungsarbeit: lange Standzeiten und deutlich verlängerte Maschinenlaufzeiten.
Ausgangspunkt für die Herstellung von Kupferdrähten verschiedener Durchmesser ist ein 8 Millimeter starker Walzdraht, der durch einen Ziehstein aus Rohdiamant auf einen kleineren Durchmesser gezogen wird. Dieser Vorgang wird je nach Zielstärke mehrmals auf unterschiedlichen Maschinen wiederholt: Beginnend bei Grobzugmaschinen für Drähte von höchstens 4,5 Millimeter bis hin zur Feinstziehanlage für dünnste Drähte von nur 0,025 Millimeter.
Beim Führen des Drahtes um die Walzen oder Konen entstehen extreme Zugkräfte, die nicht nur die beabsichtigte Formveränderung herbeiführen, sondern auch die Werkzeuge stark beanspruchen. Technische Keramiken wie Zirkonoxid und Aluminiumoxid sind durch ihre mechanische Festigkeit, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit für solche hohen mechanischen Anforderungen besonders geeignet und führen zur sehr guten Qualität des Drahtes.
Keramik-Werkstoffe werden auf den Draht abgestimmt
Zirkonoxid, meist in typischer dunkelgelber Farbe, wird grundsätzlich beim Ziehen von Nichteisenmetallen bzw. Buntmetallen und Edelmetallen eingesetzt. Die Bauteile umfassen u. a. Kappen, Kegel und Führungselemente in Drahtziehmaschinen für Kupferdrähte, beschichtete Drähte und spezielle Stahldrähte. Darüber hinaus wird der Werkstoff im Rohrkalibrierungsprozess nach dem Schweißen eingesetzt. Das weiße Aluminiumoxid ist härter als Zirkonoxid und wird für die Herstellung besonders geringer Durchmesser oder für Drähte aus speziellen Materialien wie Nickel, Wolfram oder Edelstahl verwendet.
“Die Ziehwalzen und Ziehkonen werden genau auf die Ansprüche des zu produzierenden Drahtes abgestimmt. Wir definieren dabei die exakte Korngröße für die verwendeten Keramik-Werkstoffe.”
Rainer Scherzinger, Sales Manager Machinery bei CeramTec
"Die Ziehwalzen und Ziehkonen werden genau auf die Ansprüche des zu produzierenden Drahtes abgestimmt. Wir definieren dabei die exakte Korngröße für die verwendeten Keramik-Werkstoffe“, sagt Rainer Scherzinger, Sales Manager Machinery bei CeramTec. „Mit unserem eigens entwickelten Prüfgerät analysieren wir auch wissenschaftlich die Wechselwirkung zwischen Oberfläche und Material der Ziehwerkzeuge, der Drahtmaterialien und Beschichtungen sowie der Schmierstoffe. Die Ergebnisse fließen direkt in die Produktentwicklung ein.“
Ziehwalzen und -konen aus Keramik oder Keramik-Stahl-Verbund
Die Oberfläche der Umformringe wird je nach Spezifikationen mit Diamantwerkzeugen zunächst geschliffen. Nach der Montage in der Maschine erfolgt das Diamantpolieren, das der Keramikoberfläche ein sogenanntes Kopfsteinpflaster-Muster verleiht. Dieses erhöht den Kontaktbereich signifikant und sorgt u. a. für einen konstanten Drehmoment. Damit läuft der Draht reibungslos über die einzelnen Schritte, erhält einen konstanten Durchmesser und ist gegen Beschädigung seiner Oberfläche oder Bruch geschützt. Bei gegebenenfalls eingesetztem Schmiermittel wird darüber hinaus eine gleichmäßige Haftung sichergestellt.
CeramTec Ziehwerkzeuge bestehen entweder vollständig aus Keramik oder in einer kostengünstigeren Variante aus einem Keramik- Stahl-Verbund, bei dem nur im Verschleißbereich Keramik eingesetzt wird. So ist ein Ersetzen der Keramikringe bei Verbundlösungen möglich.
CeramTec bietet darüber hinaus auch Hilfswerkzeuge für die Drahtherstellung an wie Leitrollen und Führungselemente aus Zirkonoxid und Siliziumnitrid, keramische Einlaufdüsen und Leitdüsen, verstellbare Führungen, Ösen und verschiedene Führungsplatten.