Das Drahtziehen gehört zu den grundlegenden Verfahren der Metallbearbeitung und ist für die Herstellung zahlreicher Komponenten und Endprodukte von großer Bedeutung. Dieses mechanische Verfahren wird in der Fertigungsindustrie häufig eingesetzt und ermöglicht die Herstellung von Drähten, Rohren und anderen metallischen Elementen in unterschiedlichen Formen und Abmessungen. Um eine hohe Effizienz und optimale Ergebnisse zu gewährleisten, ist der Einsatz von Schutzbeschichtungen und Schmierstoffen beim Drahtziehen von Metallen besonders wichtig. ATP Europe hat hierfür Bornitrid-Beschichtungen entwickelt, die dazu beitragen, die Integrität des Materials zu schützen und die Leistungsfähigkeit des Prozesses zu verbessern. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Drahtziehen von Metallen und darüber, warum Schutzbeschichtungen für Unternehmen von Vorteil sein können.
Was ist das Drahtziehen von Metallen?
Das Drahtziehen von Metallen ist ein mechanisches Bearbeitungsverfahren, bei dem der Durchmesser eines metallischen Werkstoffs, beispielsweise eines Drahtes oder Rohres, mithilfe kontrollierter Zugkräfte reduziert wird. Beim Drahtziehen wird das Material durch eine Reihe von Matrizen oder Ziehsteinen mit zunehmend kleineren Öffnungen geführt. Durch die Einwirkung von Druck- und Zugkräften wird das Metall plastisch verformt, wodurch sein Querschnitt reduziert und die gewünschte Abmessung erreicht wird.
Der Drahtziehprozess kann in mehrere Schritte unterteilt werden. Zunächst wird das Metall durch einen Ziehstein mit größerem Durchmesser geführt, anschließend folgen weitere Durchgänge durch Ziehsteine mit immer kleineren Öffnungen, bis die gewünschten Endabmessungen erreicht sind. Während dieses Prozesses wird das Material erheblich verformt und kann zur Erleichterung der Bearbeitung auch erwärmt werden.
Das Drahtziehen von Metallen wird in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Elektronik und im Bauwesen. Mit diesem Verfahren lassen sich zahlreiche Komponenten und Endprodukte herstellen. Zu seinen wichtigsten Vorteilen gehören die Möglichkeit, präzise Maßtoleranzen zu erzielen, eine hohe Oberflächenqualität sowie eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des bearbeiteten Materials.
Das Drahtziehen von Metallen steht in engem Zusammenhang mit der Duktilität des Werkstoffs. Unter Duktilität versteht man die Fähigkeit eines Materials, sich unter Einwirkung äußerer Kräfte plastisch zu verformen, ohne zu brechen. Während des Drahtziehprozesses ist das Metall hohen Zugkräften ausgesetzt, wenn es die Ziehsteine durchläuft. Eine höhere Duktilität ermöglicht daher eine gleichmäßigere und kontrolliertere Verformung, sodass der Durchmesser wirksam reduziert werden kann, ohne dass Brüche oder Defekte entstehen. Vereinfacht gesagt eignen sich duktilere Werkstoffe besser für das Drahtziehen, da sie eine bessere Bearbeitbarkeit ermöglichen und bessere Ergebnisse hinsichtlich Maßtoleranzen und Oberflächenqualität der Endprodukte bieten.
Wie wird Drahtziehen durchgeführt und was ist ein Ziehstein?
Wie bereits erläutert, ist das Drahtziehen ein mechanisches Bearbeitungsverfahren, bei dem ein metallischer Werkstoff durch eine Reihe von Matrizen oder Ziehsteinen mit zunehmend kleineren Öffnungen geführt wird, um seinen Durchmesser zu reduzieren und die gewünschte Form zu erzielen. Dabei spielt der Ziehstein eine zentrale Rolle. Doch was ist ein Ziehstein?
Der Ziehstein ist ein zylindrisches Werkzeug, das üblicherweise aus Stahl oder Wolframkarbid besteht und eine innere Öffnung besitzt, deren Form dem gewünschten Endprodukt entspricht. Der Ziehstein weist verschiedene Abschnitte auf, deren Durchmesser jeweils etwas kleiner ist als der vorherige. Dadurch kann das Material mithilfe kontrollierter Zugkräfte schrittweise auf die gewünschten Abmessungen reduziert werden.
Drahtziehen von Metallen: Welche Arten gibt es?
Bei der Metallbearbeitung gibt es verschiedene Arten des Drahtziehens, die je nach Anforderungen an das Endprodukt und den Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffs eingesetzt werden können.
- Kaltziehen: Dieses Verfahren wird bei Raumtemperatur oder geringfügig höheren Temperaturen durchgeführt. Es wird vor allem bei Nichteisenmetallen wie Aluminium und Kupfer sowie bei Edelstahl eingesetzt. Das Kaltziehen ermöglicht enge Maßtoleranzen und eine hohe Oberflächenqualität.
- Warmziehen: Im Gegensatz zum Kaltziehen wird das metallische Material vor dem Ziehprozess erwärmt. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Eisenwerkstoffe wie Stahl und Eisen, die bei erhöhten Temperaturen duktiler werden. Das Warmziehen ermöglicht eine stärkere Reduzierung des Durchmessers und kann die mechanischen Eigenschaften des Materials verbessern.
- Kombiniertes Ziehen: In bestimmten Fällen können Kalt- und Warmziehen miteinander kombiniert werden, um die Vorteile beider Verfahren zu nutzen. So kann beispielsweise zunächst ein Warmziehprozess durchgeführt werden, gefolgt von einem Kaltziehprozess, um präzisere Abmessungen und eine bessere Oberflächenqualität zu erzielen.
- Tiefziehen: Bei diesem Verfahren wird der Durchmesser des Materials stark reduziert, teilweise um mehr als 50 % des ursprünglichen Durchmessers. Es wird zur Herstellung von Komponenten mit sehr kleinen Abmessungen eingesetzt, beispielsweise Nadeln, Schreibspitzen und anderen Präzisionsteilen.
- Kontinuierliches Ziehen: Bei diesem Verfahren wird das Metall kontinuierlich und ohne Unterbrechung durch den Ziehstein geführt. Es eignet sich besonders für die Serienproduktion von Produkten wie Metalldrähten oder Rohren.
Was ist der Unterschied zwischen Drahtziehen und Extrusion?
Das Drahtziehen und die Extrusion von Metallen sind beides Bearbeitungsverfahren zur plastischen Verformung von Metallen, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Krafteinwirkung und der erzielten Ergebnisse.
Beim Drahtziehen wird ein metallischer Werkstoff durch eine Reihe von Matrizen oder Ziehsteinen mit zunehmend kleineren Öffnungen geführt. Dabei wird das Material unter kontrollierten Zugkräften durch die Ziehsteine gezogen und verformt. Das Ergebnis ist eine Verringerung des Durchmessers und eine Veränderung der Form des Materials.
Bei der Extrusion hingegen wird ein metallischer Werkstoff unter hohem Druck durch eine Matrize mit einer bestimmten Geometrie gepresst. Dabei wird das Material mithilfe eines Kolbens oder einer anderen Druckvorrichtung durch die Matrize gedrückt und nimmt deren Form an. Das Ergebnis ist ein Produkt mit konstantem Querschnitt, dessen Form durch die Geometrie der Matrize bestimmt wird.
Drahtziehen von Metallen und Schmierung: Bornitrid-Beschichtungen
Beim Drahtziehen von Metallen hängt die Effizienz des Bearbeitungsprozesses wesentlich von der richtigen Schmierung der Ziehsteine und des Materials ab. In diesem Bereich spielen die schützenden und schmierenden Bornitrid-Beschichtungen von ATP Europe eine wichtige Rolle, um die Effizienz des Prozesses und die Qualität der Endprodukte zu verbessern.
Bornitrid ist ein Material mit hervorragender Abriebfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und guten Gleiteigenschaften. Dadurch eignet es sich besonders als Schmierbeschichtung beim Drahtziehen von Metallen. Es kann höhere Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichen und den Verschleiß der Werkzeuge reduzieren. Dies führt zu einer höheren Produktivität und einer längeren Lebensdauer der Ziehsteine und kann gleichzeitig die Wartungskosten senken. Darüber hinaus tragen die Bornitrid-Beschichtungen dazu bei, die Oberflächenqualität des bearbeiteten Materials zu verbessern, indem sie die Anhaftung metallischer Rückstände reduzieren und so die Qualität des Endprodukts erhöhen. Dies ist insbesondere bei Anwendungen wichtig, die enge Maßtoleranzen und eine glatte Oberfläche erfordern.
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