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60 Jahre Keramik im Drahtzug

Oktober 2018 — Technische Keramik von Ceramtec prägt die Drahtherstellung seit 1958. Die außergewöhnlichen Eigenschaften der Werkzeuge und Komponenten bedingen die hohe Qualität der Drähte. Sie minimieren Drahtbruch und Wartungsaufwand: Die gelbe Keramik ist heute ein Standard.

Niemand kann genau sagen, wie viele Millionen Kilometer Draht in Deutschland im Einsatz sind: Von Drähten aus Edelmetallen wie Gold in High-Fidelity-Boxenkabeln, über die umfangreiche Verkabelung in der E-Mobilität bis hin zu Hochspannungsleitungen: überall tun Drähte fast unsichtbar, unmerklich aber unverzichtbar ihren Dienst. Bis ein Draht jedoch in der geforderten Stärke und Qualität eingesetzt werden kann, hat er eine Entstehungsgeschichte unter den härtesten Bedingungen hinter sich. Dabei spielt Hochleistungskeramik von Ceramtec eine entscheidende Rolle. Denn erst durch hohe Zugkräfte entsteht aus einem Roh- ein Feindraht. Bei diesen hohen wie rohen Kräften spielt Keramik ihre Stärken aus. Die schwäbischen Keramik-Experten erkannten als erste das Potenzial des Werkstoffs in diesem Einsatzbereich und leisteten mit dem Einsatz von Keramik im Drahtzug Pionierarbeit.  Seit 60 Jahren finden keramische Werkzeuge von Ceramtec Anwendung in der drahtfertigenden Industrie.

Exakt definierbare Korngrößen

Die Oberflächen der Keramiken sind beständig gegen thermische und chemische Einflüsse. Anwender profitieren von der hohen Maßgenauigkeit, mit der sich Drähte produzieren lassen. Aufgrund der robusten Eigenschaften der Keramiken sind Prozesse, in denen Werkzeuge von Ceramtec eingesetzt werden, besonders verschleißarm. Für den Anwender heißt das: weniger Wartungsintervalle, die wiederum mit sinkenden Wartungskosten einhergehen. Keramische Werkstoffe des deutschen Unternehmens gelten in der Herstellung von Kupfer- und Nichteisen-Metalldrähten weltweit als Standard. Marktführende Maschinenhersteller in diesem Industriesektor setzen unter anderem auch deshalb auf die gelbfarbige Keramik, weil sie von den Endkunden explizit gefordert wird.

Maschinenkomponenten wie Ziehringe, -rollen, Ösen, Formelemente, Führungsrollen oder Ringsegmente unterliegen einer konstant hohen Belastung. Daraus resultiert ein andauernder Verschleiß, weshalb sich technische Keramik in allen modernen Drahtziehmaschinen durchsetzen konnte. Die eingesetzten Materialien haben eine harte, klar definierte Oberfläche, die sich positiv auf die Produktqualität, Wartungskosten und -intervalle auswirkt. Das Geheimnis dieser Oberflächenstruktur liegt in der Korngröße der Werkstoffe. Sie ist ausschlaggebend für die Rauheit des geschliffenen oder polierten Werkzeugs. Die Korngrößen der Keramikmaterialien sind so exakt definierbar, dass sich jede Oberfläche mit eben jenen speziellen Eigenschaften fertigen lässt, die den Anforderungen der jeweiligen Anwendungen am besten gerecht werden.

Verschleiß- und kostenoptimiert

Am häufigsten kommen die Keramikmaterialien Siliziumnitrid, Zirkonoxid und Aluminiumoxid in der drahtfertigenden Industrie zum Einsatz. Nach der Formgebung und dem Brennprozess, bei dem das Material seine diamantähnliche Härte erhält, kann die Oberflächenbearbeitung nur noch mit Diamantwerkzeugen erfolgen. Die Feinstpolitur nach dem Schleifvorgang ist elementar für die hohe Qualität der produzierten Drähte. Kleinere Unebenheiten in der Oberfläche lassen sich in diesem Schritt eliminieren. Dabei entsteht ein Muster, das dem des Kopfsteinpflasters ähnelt. Das so behandelte Werkzeug zeichnet sich durch einen sehr hohen Kontaktbereich aus. Dadurch ist es möglich, ein konstantes Drehmoment auf den Draht zu applizieren – konstante Drahtstärken lassen sich fertigen. Ein weiterer Vorteil des hohen Kontaktbereichs keramischer Oberflächen liegt in der Möglichkeit, den Schlupffaktor absolut präzise einstellen zu können. Drahtbruch wird dadurch weitgehend vermieden.

Die glatte Oberfläche der Zugwerkzeuge beansprucht außerdem die Oberfläche beschichteter Drähte weniger als vergleichbare Werkzeuge mit angeschliffenen Oberflächen. Jede mikroskopische Erhebung lediglich geschliffener Komponenten wirkt wie ein kleines Messer: Sie verletzt die Beschichtung und begünstigt die Korrosion zwischen Trägermaterial und Beschichtung. Mit glatten Ziehwerkzeugen aus Hochleistungskeramik hingegen tritt dieser Effekt nicht auf. Der Draht wird mit einer verbesserten Oberfläche und damit auch höheren Qualität gefertigt. Für Anwendungen mit besonders abrasiven Materialien wie verzinnten und verzinkten Drähten oder Edelmetallen – wie Gold, Silber oder Platin – wird die Oberfläche der Werkzeuge zusätzlich zur Feinstpolitur nach einem besonderen, von Ceramtec entwickelten Verfahren gehärtet.

Vibrationsfrei produzieren

Ziehwerkzeuge werden vorgeschliffen montiert, danach im Verbund feingeschliffen, poliert und ausgewuchtet. Auf diese Weise besitzen sie auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten die bestmögliche Konzentrizität. Je besser die Werkzeuge ausgewuchtet sind, desto weniger stören Vibrationen die Drahtführung innerhalb der einzelnen Verfahrensschritte. Mit den von Ceramtec produzierten Rollen und Konen arbeiten Anwender vibrationsfrei. Um die Keramiken auch künftig im Sinne des Kunden weiterentwickeln und individuell auf besondere Herausforderungen reagieren zu können, betreibt das Unternehmen am Standort Plochingen eine Prüfeinrichtung zur Simulation von Drahtzugprozessen unter realen Bedingungen. Kundenspezifische Problemstellungen in der Drahtherstellung können hier simuliert und gelöst werden.

Seit 1958 fertigt Ceramtec am Standort Plochingen keramische Ziehwerkzeuge für Drahtziehmaschinen. Zu diesem Zeitpunkt waren die Keramikexperten, die damals noch unter dem Namen Südplastik und -keramik GmbH (SPK) als Unternehmen der Feldmühle AG bekannt waren, der erste Anbieter technischer Keramik in diesem Marktsegment. Die Vorreiter-Rolle hat Ceramtec seitdem nicht mehr abgegeben. Durch Weiter- und Produktneuentwicklungen in enger Abstimmung mit dem Kunden avancierten die Pioniere von einst zum Weltmarktführer. Zum Portfolio des Unternehmens zählen heute keramische Ziehkonen, Ziehwalzen, und Ziehringe aus Vollkeramik oder Keramik-Metall-Verbundkonstruktionen. Drahtleitrollen, Drahtführungen und weitere Führungselemente ergänzen das keramische Werkzeugspektrum für den Drahtzug.

Ceramtec-Produkte sind oft unsichtbar, aber dafür unverzichtbar. Das Unternehmen versorgt seine Kunden weltweit mit hochwertigen Keramikprodukten. Seine Produkte finden vor allem in der Medizintechnik, Automobilbau, Elektronik, Geräte- und Maschinenbau, Wehrtechnik, der Energie- und Umwelttechnik sowie in der Chemischen Industrie Verwendung. Der Erfolg des Unternehmens basiert auf der Formel: Konsequente Entwicklung neuer Werkstoffe, hoher Qualitätsanspruch, Konzentration auf kundenspezifische Systemlösungen und dialogorientierte Anwendungsberatung über den gesamten Produktlebenszyklus. Ceramtec gehört zu den größten internationalen Keramikproduzenten für technisch anspruchsvolle Anwendungen. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 3400 Mitarbeiter.

Ceramtec GmbH
Ceramtec-Platz 1-9
73207 Plochingen
Ansprechpartner ist Jörg Kochendörfer
Tel.: +49 7153 611-0
j.kochendoerfer@ceramtec.de
www.ceramtec.de

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