Einfluß der Zusammensetzung von Ziehseifen für das Drahtziehen auf ihre rheologischen Eigenschaften

Zusammenfassung

In der Arbeitsgruppe Tribologie der Abt. Umformtechnik des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung stellt die Technologie des Drahtziehens einen Schwerpunkt dar, da während eines Ziehvorganges die durch die Reibung verlorengegangene Energie von extrem wirtschaftlicher Bedeutung ist. Durch ideale Schmierungsbedingungen soll dieser Energieanteil so gering wie möglich gehalten werden. In diesem Zusammenhang stehen die rheologischen Eigenschaften der als Schmierstoff üblicherweise eingesetzten Trockenziehseifen im Mittelpunkt dieser Untersuchungen.

Um ihre Einsatzfähigkeit zum hydrodynamischen oder auch üblichen Drahtziehen zu prüfen, wird mit Hilfe eines Extrusiographen der Einfluß der Kettenlänge der Fettsäuren, des Fettgehaltes, der Art und des Anteils eines anorganischen Zusatzstoffes untersucht. Zur Bestimmung der rheologischen Stoffeigenschaften dient die Strömung durch die kreiszylindrische Kapillare des Extrusiographen. Meßgrößen sind Temperatur, Durchsatz und Druckgefälle. Mittels geeigneter Bezugsgrößen wird mit einem dimensionslosen Auswerteverfahren schließlich die scheinbare Viskosität der Seifen ermittelt. Versuche am Drahtzug (Drahtgeschwindigkeit 0,5 m/s, 5 m/s und 10 m/s) zeigen, daß die gewonnenen rheologischen Kennwerte auf das Draht ziehen übertragbar sind. Danach nimmt die Ziehkraft mit Gegenzug mit zunehmender scheinbarer Viskosität ab, das bedeutet, daß Mischreibung vorliegt.

Durch die Ergebnisse des Extrusiographen wird bestätigt, daß die Ziehseifen bis zu einer gewissen Belastung ein nicht-Newtonsches Fließverhalten zeigen. Bei maximalem Schergeschwindigkeitsgefälle und höherer Temperatur, wie sie etwa in der Wirkfuge auftreten, kann ihre Rheologie mit dem Newtonschen Modellansatz beschrieben werden. Die scheinbaren Viskositäten nehmen konstante Werte an.