Ultralydsassisteret trækskrælning af valsetråd (UADP)

Trækskrælning af valsetråd forbedrer overfladekvaliteten betydeligt ved at skrælle materiale af materialets ydre omkreds. Det er et velkendt alternativ til rotationsskrælning, sandblæsning eller slibning. Ultralydsassisteret trækskrælning anvender højfrekvente vibrationer i skrælleværktøjet. Skrælleværktøjets hurtige bevægelse i længderetningen reducerer trækkraften og forbedrer materialets overfladekvalitet.

Hvad er trækskrælning?

Fremragende overfladekvalitet med meget lav overfladeruhed er hovedformålet med trækskrælningsprocessen. Efter trækskrælningen har valsetråden en mere homogen materialestruktur og en højere materialerenhed. Trækskrælning fjerner overfladefejl såsom oxidation, vibrationsmærker, valseridser, glødeskalsmærker, dobbelthuder, overlapninger, indeslutninger og afkullede randlag fra jernholdige metaller såsom stål eller jernmaterialer. En fremtrædende anvendelse af trækskrælning er fjernelse af glødeskal og overfladerust fra jernholdig valsetråd. For ikke-jernholdige metaller såsom kobber kan trækskrælning være nødvendig for at fjerne hærdede overfladelag efter valsning eller trækning. Trækskrælningsprocessen kan fjerne mellem 0,01mm og 0,25mm materiale fra valsetrådens overflade i ét trin. Trækskrælning er også kendt som spåntagende afskrælning, overfladeskrælning eller skrælning med en efterstillet matrice.

Trækskrælning sammenlignet med rotationsskrælning

For valsetråd, profiler eller rør med en diameter på mindre end 25mm har trækskrælning store fordele i forhold til rotationsskrælning. Rotationsskrælning af valsetråd begrænser produktionshastigheden og kan resultere i overflader med bølge- eller spiralstruktur på valsetråd med lille diameter. Skæreværktøjet til trækskrælning skræller parallelt med fremføringsretningen. Dette giver en fremragende overfladetopografi langs valsetråden og en længere levetid for trækskrælningsværktøjet. Generelt er omkostningerne til trækskrælningsværktøjer lavere end omkostningerne til rotationsskrælningssystemer.

Hvad er fordelen ved ultralydsassisteret trækskrælning (UADP)?

Trækskrælning af valsetråd kræver effekt til at overvinde friktion og skære i materialet. I en konventionel opstilling til trækskrælning kommer denne effekt udelukkende fra den roterende træktromle. Trækkraften på valsetråden stiger med stigende linjehastighed, tråddiameter og tykkelse af det lag, der skrælles af. Trækstyrke og flydespænding er kritiske faktorer, især for valsetråd med lille diameter, da forholdet mellem omkreds og tværsnitsareal er større ved mindre diametre. Dette begrænser linjehastigheden ved trækskrælning eller gør konventionel trækskrælning umulig på grund af den høje risiko for brud.
Ultralydsassisteret trækskrælning anvender højfrekvente vibrationer i længderetningen i skæreværktøjet med den skarpe æg. Den typiske vibrationsfrekvens er 20kHz, og skrælleæggens bevægelsesudsving kan være op til 100 mikrometer (pk-pk). Jo større forholdet er mellem skrælleværktøjets vibrationshastighed og valsetrådens hastighed, desto lavere kan trækkraften på tråden være. Derfor muliggør ultralydsdrevet trækskrælning højere linjehastigheder ved trækskrælning eller større materialefjernelse i ét skrælletrin ved enhver given grænse for trækstyrken. Reduktionen i trækkraft gør ultralydsdrevet trækskrælning mest fordelagtig ved små materialediametre og for hule emner såsom rør.
Valsetråd er udsat for vibrationsmærker og ”fraktioner”, når træktromlens drev startes og stoppes. Dette er mere problematisk for bløde eller meget elastiske materialer og små tværsnit. Det ultralydsvibrerende skrælleværktøj bevæger sig frem og tilbage 20.000 gange pr. sekund. Denne kontinuerlige bevægelse af skrællematricen reducerer trækspændingen og forhindrer vibrationsmærker og bølger langs valsetrådens overflade.

Jo mere ultralydsvibrationen presser skæreværktøjets æg ind i materialet, desto lavere kan trækspændingen i valsetråden være. Dette fører til betydelige reduktioner i trækspændingen på op til 50% afhængigt af materialet og dimensionerne. Generelt giver reduktionen i trækspændingen mulighed for at øge linjehastigheden. Valsetrådens hastighed bør dog være mindst 20% lavere end værktøjets vibrationshastighed.