Ultraschallreinigung beim Drahtziehen

Bei der Ultraschallreinigung beim Drahtziehen werden herkömmlichen Ziehsteinen Ultraschallwellen hoher Intensität überlagert. Hohe Amplituden eines Ultraschallprozessors erzeugen intensive Schwingungen, die über den Ziehstein direkt in das metallische Werkstück (z. B. Drähte, Stangen, Rohre) eingekoppelt werden. Die Ultraschallreinigung beim Ziehen arbeitet effizient mit Wasser als Reinigungsmittel. Der ultraschallangeregte Ziehstein arbeitet mit verringerter Reibung, entfernt unerwünschte Rückstände und verbessert die Oberfläche und Morphologie des verarbeiteten Endlosmaterials. Insgesamt ist die Ultraschallreinigung beim Drahtziehen ein äußerst energie- und kosteneffizientes Reinigungsverfahren, das zu einer höheren Materialqualität führt.

Ultraschallunterstütztes Drahtziehen und Reinigen beim Ziehen

Hielscher Ultrasonics fertigt einen ultraschallschwingenden Ziehsteinhalter, der mit Standardziehsteinen mit einem Außendurchmesser von bis zu 42 mm arbeitet. Die Ultraschallanregung verringert die zur Durchmesserreduzierung erforderliche Zugkraft erheblich. Dies lässt sich nutzen, um die Drahtgeschwindigkeit zu erhöhen oder eine stärkere Durchmesserreduzierung pro Ziehschritt zu erzielen. Mit dieser Technologie lassen sich viele Materialien wie Kupfer, Stahl oder Aluminium mit reinem Wasser statt mit Öl oder Ziehseife ziehen.

Vorteile des ultraschallunterstützten Drahtziehens und Reinigens beim Ziehen:

• Oberflächenreduzierung von bis zu 36,5% pro Ziehdurchgang (gegenüber den üblichen 6%)
• Höhere Drahtziehgeschwindigkeiten (Steigerung um den Faktor 3 gegenüber dem Drahtziehen ohne Ultraschall)
• Herstellung von Drähten mit kleineren Durchmessern
• Verringerung der Ziehkraft (50% der Ziehkraft bei vs/vz = 2–3; 25% der Ziehkraft bei vs/vz = 6)
• Ultraschall ermöglicht den Ersatz der Schmierung (z. B. Wasser) und erzielt zugleich eine bessere Reinigungswirkung
Verbesserte Morphologie und Qualität der Drahtoberfläche

Ultraschallschwingungen verringern die Reibung zwischen Ziehstein und metallischem Werkstück (z. B. Drähte, Rohre, Stangen). Die Verringerung der Reibung beim Ziehen und damit der erforderlichen Ziehkräfte spart Energiekosten und minimiert den Verschleiß der Ziehwerkzeuge. Die Ultraschallreinigung beim Drahtziehen wurde bereits erfolgreich bei verschiedenen Endlosmaterialien eingesetzt, z. B. Stahl, Aluminium, Titan und verschiedenen Legierungen.

Drahtziehen und Reinigen mit Wasser

Der Draht wird mit Wasser gereinigt, während gleichzeitig die Oberflächengüte des Endlosmaterials aus Metall oder einer Legierung verbessert wird. Ultraschallschwingungen verringern außerdem ungleichmäßige Verformungen des Drahtes, wodurch sich die Oberflächenqualität weiter verbessert. Bei der Ultraschallreinigung ungeschmierter Drähte während des Ziehens wird Wasser als Reinigungsmittel eingesetzt; der Prozess erfolgt bei Raumtemperatur. Die Anregung beliebiger herkömmlicher Ziehsteine mit leistungsstarken Ultraschallwellen verbessert die Effizienz des gesamten Prozesses, ermöglicht eine wirksame Reinigung der Drähte mit Wasser und verbessert die Oberflächenmorphologie und -qualität metallischer Endlosmaterialien.

Eine typische Konfiguration für die Reinigung beim Drahtziehen mit dem UIP1000hdT

• Drahtziehgeschwindigkeit: 120 m/min
• Amplitude 50 µm (= maximale Schallgeschwindigkeit 188 m/min)
• Beliebiger herkömmlicher Ziehstein

Der Einsatz von Ultraschallschwingungen beim Ziehen und Reinigen beliebiger metallischer Endlosmaterialien bietet erhebliche Vorteile für die Prozesseffizienz (höhere Geschwindigkeit, verringerte Reibung, Wasser als Reinigungsmittel, Ziehen ohne Schmierung unter Verwendung von Wasser) und das fertige Produkt (verbesserte Oberflächenmorphologie und -qualität).