Koudtrekken: een precies metaalvormingsproces uitgelegd

Koudtrekken is een metaalvormingsproces waarbij een stuk metaal gedwongen wordt door een enkele of reeks matrijzen, waardoor de doorsnede van het oorspronkelijke deel wordt verkleind. Het koudtrekproces levert een dimensioneel consistent eindproduct op, terwijl zowel de rek- als trekkracht worden verbeterd. Het resulterende oppervlak is schoon en vrij van schil of andere defecten. Koudtrekken wordt typisch gebruikt om precisie staal, koper en aluminium staven, staafjes en draad te produceren die aan strakke fysieke en mechanische specificaties moeten voldoen.

Proces

Tijdens het koudtrekproces wordt een stationair platform genaamd een trekkbank gebruikt om de matrijs op zijn plaats te houden. De bank heeft een in-feed en een out-feed kant. De out-feed kant bestaat uit een lang rolplatform, gebruikt om de afgeronde voorraad op te vangen nadat het gedwongen is door de matrijs. De metaalvoorraad, meestal in staaf- of draadvorm, wordt in de in-feed kant geladen. Eén uiteinde van de metaalvoorraad wordt in maat verkleind zodat het door de matrijs past. Een hydraulische cylinder of lier wordt vervolgens gebruikt om het metaal door de matrijs te trekken en op de out-feed rollen.

Typen koudtrekken

Er zijn drie primaire typen koudtrekken: buistrekken, staaftrekken en draadtrekken. Buistrekken verkleint zowel de binnen- (ID) als de buitendiameter (OD), terwijl de lengte van de buis toeneemt. De dikte van de buiswand blijft constant. Staaftrekken verkleint de doorsnede van de oorspronkelijke staafvoorraad, terwijl de lengte toeneemt. De breedte of hoogte van de oorspronkelijke voorraad kan constant blijven, hoewel meestal beide afmetingen verkleind worden. Draadtrekken verkleint de OD van de draadvoorraad terwijl de lengte toeneemt. Het volume van de draad blijft constant. Draadtrekken vereist meestal meerdere stadia om de draad tot de gewenste maat te verkleinen. Matrijzen gebruikt in draadtrekken worden meestal vervaardigd van wolframcarbide of diamant.

Mechanische eigenschappen

Naast het veranderen van de fysieke afmetingen, verandert koudtrekken ook bepaalde mechanische eigenschappen van de oorspronkelijke voorraad. Toenames van 30% in trekkracht zijn mogelijk, en winsten van 80% in reksterkte worden vaak gezien in veel materialen. Veranderingen in mechanische eigenschappen zijn gerelateerd aan de hoeveelheid verkleining in de doorsnede van de oorspronkelijke voorraad. Een kleine initiële verkleining in doorsnede kan leiden tot grote veranderingen in mechanische eigenschappen, hoewel de snelheid van verandering snel afneemt naarmate de hoeveelheid verkleining toeneemt.

Toepassingen

Koudtrekken wordt gebruikt in de productie van koperen elektrische kabels en huishoudelijke bedrading alsook structureel staal en industriële pijpleidingen. Het koudtrekproces produceert veel alledaagse items, zoals paperclips, gitaarsnaren en veren. Andere toepassingen omvatten onderdelen voor diverse muziekinstrumenten en elektrische componenten alsook hydraulische buizen en pijpleidingen.