Vom Gießwalzdraht zum Feinstdraht

Im vergangenen November fand erstmals in der Kleinstadt Bad Sassendorf das NE Drahtforum statt, eine vom Deutschen Kupferinstitut (DKI), vom Kupfer-Hersteller Aurubis, vom Schmierstoff-Hersteller CARL BECHEM und von der Maschinenfabrik NIEHOFF organisierte fachübergreifende Vortragsveranstaltung rund um die Produktion von Fein- und Feinstdraht aus Kupfer.
Gießwalzdraht, Walzdraht, gezogener Draht

Dr. Cornel Abratis von der Aurubis AG beschrieb die Faktoren, die auf die Gießwalzdrahtfertigung einwirken. Bereits die Auswahl der Kupfer-Kathoden als Ausgangsmaterial entscheidet darüber, ob ein Gießwalzdraht überhaupt zu Feinstdraht weiterverarbeitet werden kann. Die chemische Zusammensetzung wirkt sich auf den Gießwalzdraht genauso aus wie alle weiteren Prozesse, vom Schmelzen des Kupfers über das Gießen und Erstarren bis hin zum Walzen des Drahtes. Was bei der Weiterverarbeitung des Gießwalzdrahtes bedacht werden muss, erklärte Michael Sander vom DKI. Feinziehfähigkeit ist demnach die Eignung eines Vormaterials oder/und eines Ziehprozesses, Drähte qualitätsgerecht unterhalb eines bestimmten Durchmessers mit einer hinreichenden Prozesssicherheit zu erzeugen. Das ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da Ausgangsmaterial mit 8 mm Durchmesser auf Fertigdurchmesser von 0,50 – 0,10 mm (im Feinzug) oder sogar 0,15 – 0,05 mm (im Feinstzug) zu ziehen ist. Vereinfacht gesagt, gibt es die Einflussgrößen Vormaterial, Ziehsteine, Kühlschmierstoff und Ziehmaschine sowie deren Zusammenspiel. Hinzu kommt aber auch die Verkettung von Ziehprozessen sowie vor- und nachgelagerten Prozessen. Und nicht zuletzt haben auch die an der Drahtherstellung beteiligten Personen erheblichen Einfluss auf das Ziehergebnis.
Weitere Beiträge befassten sich mit Drahtbrüchen, der Schwingfestigkeit von Kupferdrähten und werkstofftechnischen Prozessentwicklungen in der Flachdrahtherstellung.

Ziehmaschinen und Ziehprozess

Das Drahtziehen erfolgt in zwei Schritten, dem Ziehen auf einen Durchmesser von > 4,5 – 1,0 mm (im Grob- oder Vorzug) und dem anschließenden Ziehen auf 0,15 – 0,05 mm Durchmesser (im Feinstzug). Stephan Gorgels von der Maschinenfabrik NIEHOFF hob hervor, wie wichtig die Wahl der Ziehmaschinen und Glühen, deren Einstellung, die Abstufung (Drahtverlängerung) und die Fertigungsgeschwindigkeit sind. Zu beachten ist natürlich auch der Zustand der Betriebsmittel. Das Ziehen von Feinstdraht auf Mehrdrahtziehmaschinen wird ab 0,10 mm Durchmesser schwer und ist ab 0,03 mm Durchmesser nicht mehr möglich.
Die verschiedenen Anlagentypen, auf denen Kupfervordraht hergestellt wird, erzeugen im Draht ein jeweils charakteristisches Gefüge, was sich auf das spätere Rekristallisationsverhalten auswirkt. Dr. Rainer Menge vom Herborner Drahtbüro zeigte die Möglichkeiten, das beim Ziehen entstehende Drahtgefüge durch Widerstands- oder Induktionsglühen zu rekristallisieren, und ging dabei auch auf die neusten Entwicklungen ein.
Betriebsmittel

Bei der Auswahl des Ziehmediums für Kupferfeindraht, so Christopher Folland von CARL BECHEM, sind etliche Kriterien zu beachten. Hierzu gehören der Enddurchmesser, auf den der Draht gezogen werden soll, eine nachfolgende Oberflächenbehandlung oder eine Weiterverarbeitung, für die ein Restschmierfilm benötigt wird. Unbedingt zu beachten ist, dass nur durch eine gezielte Emulsionspflege und Überwachung eine störungsfreie Drahtproduktion möglich ist.
Michael Biller von Balloffet beschrieb die Eigenschaften von Ziehsteinen mit PKD-Kern oder Naturdiamant-Kern (ND), deren Aufbau und die Analyse und Qualitätsüberwachung von Ziehsteinen. Eine ausgeklügelte Ziehsteinverwaltung ermöglicht eine übersichtliche Lagerhaltung, hilft, die Produktion effektiver zu planen und kosteneffizient zu produzieren, und vereinfacht die Auswertung.

Zusammenfassung

Das NE Drahtforum bot Einsicht in den aktuellen Stand der Technik aller Fachbereiche, die an der Erzeugung von Kupfer-Feinstdraht mitwirken. Da die Entwicklung nicht stehenbleibt, ist bereits jetzt das nächste NE Drahtforum geplant. Es wird am 8. und 9. November 2021 in Hamburg stattfinden und mit einer Betriebsbesichtigung der Aurubis AG eröffnet werden.
Weitere Informationen: www.ne-drahtforum.de