DE3884367T2 - Verfahren zur Herstellung von Feinstdraht. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Feinstdraht.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines besonders dünnen Drahtes der als elektronischer Leiterdraht, Bondingdraht oder als Draht für äußerst kleine Magneten verwendbar ist, und insbesondere ein Verfahren zum Erhalt eines blanken Drahtes als zwischenprodukt, der innerhalb eines Bereiches besonders feiner Drähte im Hinblick auf eine Ziehbearbeitbarkeit besser ist, und bei dem selbst dann eine geringere Möglichkeit von Drahtbrüchen besteht, wenn der blanke Draht als zwischenprodukt bei normalen Temperaturen gezogen wird. "Besonders feine Drähte" sind allgemein Drähte mit einem Durchmesser von gleich oder weniger 0,06 mm.
    • Stand der Technik
  • Verfahren zur Herstellung eines besonders feinen Drahtes sind bekannt, die einschließen: (A) ein Verfahren, bei welchem eine Ziehmaschine verwendet wird, die mehrstufige Rillenscheiben und eine Düsenanordnung umfaßt, um Drahtmaterial fortlaufend unter Besprühen mit einer angemessenen Menge von luftgekühltem Schmieröl zu ziehen, und (B) ein Verfahren, bei welchem Drahtmaterial gezogen wird, während es zusammen mit einer Ziehdüsenanordnung in tieftemperaturverflüssigtem Gas eingetaucht ist, wie in der Japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 54-17706 offenbart.
  • Das oben erwähnte Drahtziehverfahren (A) weist die folgenden Schwierigkeiten auf. Infolge von während des Drahtziehvorhgangs zwischen den Düsen und dem blanken Draht erzeugter Reibungswärme wird die Materialfestigkeit des blanken Drahtes infolge einer dynamischen Erholung und Rekristallisation des blanken Drahtes vermindert. In Verbindung damit gewinnt der blanke Draht die Duktilität nicht zurück. Wenn der blanke Draht, nachdem er mehrmals gezogen worden ist, weiter zu einem besonders feinen Draht gezogen wird, dessen Durchmesser gleich oder kleiner als 0,06 mm ist, treten häufig während des Ziehens Drahtbrüche auf.
  • Wie oben beschrieben, ist es unvermeidbar, daß eine Anwendung des oben genannten Verfahrens (A) zum Ziehen des blanken Drahtes in einen besonders feinen Draht bei normalen Temperaturen bewirkt, daß häufig Drahtbrüche auftreten. Infolge davon wurde das oben erwähnte Verfahren (B) entwickelt, um durch Bearbeitung innerhalb eines Tieftemperaturbereichs, was die Bearbeitbarkeit verbessert, einen besonders feinen Draht zu erhalten. Jedoch erfordert das Verfahren (B) einen großen Kühlmitteltank, um darin die Düsenanordnung und die mehrstufigen Rillenscheiben unterzubringen, und erfordert zudem eine sehr große Kühlenergiemenge, um die gesamte Anlage zu kühlen. Außerdem ist es unmöglich, mit dem Verfahren (B) Drahtbruch- Schwierigkeiten während der Herstellung von besonders feinem Draht vollständig zu beseitigen. Falls Drahtbrüche auftreten, ist eine beträchtliche Zeit für eine Untersuchung und Reparatur erforderlich. Somit kann man nicht sagen, daß das Verfahren (B) praktisch ist. Einen Stand der Technik, der von Interesse ist, zeigt die US-A-4 574 604. Sie offenbart ein Verfahren zur fortlaufenden Hochgeschwindigkeitsherstellung von Draht, bei welchem ein Draht beim Hindurchtreten durch einen ersten Düsensatz zur Bildung eines Drahtes mit einem Zwischendurchmesser geschmiert wird. Aus dem ersten Düsensatz wird der geschmierte Draht als eine erste Windung einem Haspel zugeführt, der den Draht zieht und ihn einem Temperofen mit einer nicht oxidierenden Atmosphäre zuführt, woraufhin der Draht abgeschreckt wird. Der abgeschreckte Draht wird als zweite Windung zum Haspel zurückgeführt, wobei die besagte erste und zweite Windung derart sind, daß sie eine wesentliche Streckung des Drahtes im Temperofen verhindern. Danach wird der Draht durch einen zweiten Düsensatz hindurchgeführt, um den Draht auf seinen Enddurchmesser zu formen. Die bevorzugte Temperatur im Temperofen liegt zwischen 343 und 427ºC.
  • Ein weiterer Stand der Technik von Interesse ist derjenige, der in der US-A-2 974 778 offenbart ist, welche das Ziehen von Draht bei Temperaturen unterhalb von -40ºC lehrt; zum Beispiel bei -60ºC; bei -75ºC; bei -195ºC; um die Festigkeitseigenschaften des Drahtes zu verbessern. Diese Druckschrift warnt jedoch davor, daß bei Metallen, die bei Raumtemperatur oder darunter rekristallisieren, so wie beispielsweise Blei oder Zink, die durch das Tieftemperaturziehen erreichte Verbesserung der Eigenschaften durch Rekristallisation verlorengeht, wenn das gezogene Material auf Raumtemperatur erwärmt wird. Im Hinblick darauf lehrt die US-A-2 974 778, daß nur Metalle mit einer Rekristallisationstemperatur von mindestens 75ºC, vorzugsweise von mindestens etwa 125ºC verwendet werden sollten, wenn das in diesem Stand der Technik offenbarte Drahtziehverfahren durchgeführt wird, welches einfach darin besteht, Draht bei einer ausgewählten tiefen Temperatur durch eine Mehrzahl von Ziehdüsen zu ziehen, bis der Querschnitt des Drahtes um mindestens 20 % verringert worden ist.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Infolge der bei Verwendung der oben erwähnten Verfahren (A) und (B) angetroffenen Schwierigkeiten, haben die Erfinder dieser Anmeldung in einem Versuch, Wege zur Verminderung von Drahtbrüchen zu finden, Untersuchungen und Studien durchgeführt. Als Ergebnis daraus hat man die nachfolgenden Kenntnisse erhalten.
  • In einem Schritt vor einem Ziehen eines besonders feinen Drahtes wird ein blanker Draht bei einer Temperatur gezogen, die keine dynamische Erholung und Rekristallisation innerhalb der Struktur des Drahtmaterials verursacht und dadurch durch Arbeit den blanke Draht bis zum Maximum verformt, um gespeicherte Energie der Erholung und Rekristallisation anzusammeln. Anschließend wird der gezogene Draht schnell erhitzt und getempert, um eine sehr große Anzahl von Rekristallisationskernen zu erzeugen. Der Draht wird dann schnell abgekühlt, so daß kein Kornwachstum dieser Rekristallisationskerne stattfindet, wodurch äußerst kleine Rekristallisationskörner gebildet werden, um einen blanken Draht als Zwischenprodukt zu formen, dessen Festigkeit und Duktilität erhöht sind. Falls ein solcher blanker Draht als Zwischenprodukt mittels des oben erwähnten herkömmlichen Verfahrens (A) in einen besonders feinen Draht gezogen wird, ist es möglich, Drahtbrüche während des Ziehens desselben drastisch zu vermindern.
  • Die vorliegende Erfindung unter Einschluß der obigen Kenntnisse sieht, wie im begleitenden Patentanspruch 1 definiert, einen besonderen Tieftemperatur-Drahtziehschritt (a) vor, der zuerst durchgeführt wird; sowie einen besonderen schnellen Aufheiz- und Abkühlschritt (b), der danach folgt, um einen blanken Draht als Zwischenprodukt zu bilden. Ein abschließender Schritt (c) ist ebenfalls in Patentanspruch 1 enthalten, bei welchem der durch die Schritte (a) und (b) als Zwischenprodukt erzeugte Draht bei normalen Temperaturen gezogen wird.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die einzige Figur ist eine schematische Ansicht einer Herstellungsanlage für einen besonders feinen Draht gemäß der Erfindung.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das Verfahren zur Herstellung eines besonders feinen Drahtes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte:
  • (a) Abkühlen eines blanken Drahtes mit einem Durchmesser innerhalb eines Bereichs von 0,9 bis 0,15 mm auf eine tiefe Temperatur innerhalb des Bereichs von -200ºC bis -23ºC durch die Verwendung eines Kältemittels, wie beispielsweise von flüssigem Stickstoff, Trockeneis und Alkohol oder dergleichen, und Ziehen des blanken Drahtes auf einen Durchmesser innerhalb des Bereichs von 0,30 bis 0,10 mm, bei welchem Durchmesser Drahtbrüche infolge des Ziehens nicht auftreten;
  • (b) Schnelles Erhitzen des gezogenen blanken Drahtes auf eine Temper-Temperatur innerhalb des Bereichs von 200ºC bis 600ºC bei einer Aufheizgeschwindigkeit gleich oder über 1000ºC/s, und danach schnelles Abkühlen des erhitzten Drahtes bei einer Abkühlgeschwindigkeit gleich oder über 50ºC/s, wodurch ein blanker Draht als Zwischenprodukt erhalten wird; und
  • (c) Kaltziehen des so als Zwischenprodukt erhaltenen blanken Drahtes bei normalen Temperaturen auf einen Enddurchmesser, der gleich oder kleiner als 0,06 mm ist.
  • Beim Schritt (a) kann das Ziehen innerhalb des Kältemittels durchgeführt werden oder kann ausgeführt werden, nachdem das Abkühlen des blanken Drahtes beendet ist. Im zuletzt genannten Fall kann man den auf die tiefe Temperatur gekühlten Draht durch eine Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit mit einer Feuchtigkeit gleich oder über 70 % hindurchtreten lassen. Mit diesem zusätzlichen Verfahren wird wasserdampf auf der Oberfläche des blanken Drahtes als Tau niedergeschlagen oder festgefroren, und die Lubrizität wird verbessert.
  • Die Gründe, warum die numerischen Werte der verschiedenen Bedingungen auf die oben erwähnten Werte begrenzt werden, wird nachfolgend beschrieben.
    • (1) Durchmesser des blanken Drahtes:
  • Ein Durchmesser des blanken Drahtes, der größer als 0,9 mm ist, hat ein Ansteigen der Anzahl der Arbeitsschritte des Drahtziehens bei tiefen Temperaturen zur Folge und ist von einem industriellen Standpunkt aus nicht akzeptabel. Falls andererseits der Durchmesser des blanken Drahtes weniger als 0,15 mm beträgt, kann eine ausreichende Umformgeschwindigkeit nicht erzielt werden. Dementsprechend wurde der Durchmesser des blanken Drahtes auf den Bereich von 0,9 bis 0,15 mm begrenzt.
    • (2) Tiefe Temperatur:
  • Die tiefe Temperatur liegt innerhalb des Bereichs von -200ºC bis -23ºC um die Temperatur auf einen Wert unterhalb von -200ºC zu bringen, ist flüssiges Helium erforderlich. Dieses ist teuer und industriell nicht kostenwirksam. Falls andererseits die Temperatur über -23ºC hinaus angehoben wird, ist es unmöglich, eine ausreichende Tieftemperatur-Verformung anzusammeln. Dementsprechend wurde die tiefe Temperatur auf den Bereich von -200ºC bis -23ºC begrenzt.
    • (3) Feuchtigkeit:
  • Den auf eine tiefe Temperatur gebrachten blanken Draht läßt man durch eine Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit hindurchtreten, deren Feuchtigkeit gleich oder über 70 % beträgt, um den wasserdampf zum Zwecke der Verbesserung der Lubrizität zwischen dem blanken Draht und den Düsen auf der Oberfläche des blanken Drahtes als Tau niederzuschlagen oder festzufrieren,. Dementsprechend ist es um so besser, je höher die Feuchtigkeit ist. Jedoch tritt die Taubildung oder ein Anfrieren, das ausreichend ist, um den geforderten Grad an Schmierung zu erhalten, relativ leicht bei Feuchtigkeitsgehalten auf, die gleich oder größer als 70 % sind. Somit wurde die Feuchtigkeit auf den Wert gleich oder höher als 70 % festgelegt.
    • (4) Drahtdurchmesser, bei welchem keine Brüche auftreten:
  • Es kann die Situation auftreten, wo das Ziehen des blanken Drahtes bei tiefen Temperaturen innerhalb eines Kältemittels, beispielsweise in flüssigem Stickstoff, Trockeneis und Alkohol oder dergleichen durchgeführt wird. Falls der blanke Draht bricht, während er innerhalb des Kältemittels gezogen wird, ist für die Reparatur sehr viel Zeit und Arbeit erforderlich. Dementsprechend muß der blanke Draht einen solchen Durchmesser besitzen, daß innerhalb des Kältemittels Drahtbrüche nicht auftreten. Falls der Drahtdurchmesser weniger als 0,10 mm beträgt, treten Drahtbrüche während des Ziehens auf. Falls der Drahtdurchmesser größer als 0,30 mm ist, wird jedoch die Umformgeschwindigkeit bei der Verarbeitung des besonders feinen Drahtes übermäßig hoch. Somit muß der Drahtdurchmesser nach dem Ziehen bei tiefen Temperaturen im Bereich von 0,30 bis 0,10 mm liegen.
    • (5) Temper-Temperaturen:
  • Falls die Temper-Temperatur niedriger als 200ºC ist kann innerhalb der Drahtestruktur keine wirksame Rekristallisation erhalten werden. Falls die Temper-Temperatur andererseits höher als 600ºC ist, werden die Kristallkörner so grobkörnig, daß die Anzahl der Drahtbrüche während des Ziehens des besonders feinen Drahtes erhöht wird. Dementsprechend wurde die Temper-Temperatur auf einen Bereich von 200ºC bis 600ºC begrenzt.
    • (6) Aufheizgeschwindigkeit und Abkühlgeschwindigkeit:
  • Falls die Aufheizgeschwindigkeit auf die oben erwähnte Temper- Temperatur geringer als 1000ºC/s ist, werden die kleinen Rekristallisationskörner nicht wirkungsvoll erzeugt. Falls die Abkühlgeschwindigkeit andererseits weniger als 50ºC/s beträgt, ist es unmöglich, ein Wachstum der kleinen Rekristallisationskörner zu verhindern. Dementsprechend sind die erforderliche Aufheiz- bzw. Abkühlgeschwindigkeiten bei einem Wert gleich oder höher als 1000ºC/s bzw. einem Wert gleich oder höher als 50ºC/s festgelegt worden.
  • Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
    • Beispiele
  • Bezugnehmend auf die Figur ist dort schematisch eine Anlage zum Herstellen eines besonders feinen Drahtes gemäß der Erfindung dargestellt. Die folgenden Bestandteile wurden für die Herstellungsanlage vorbereitet:
  • ein aus zähem Pechkupfer gebildeter blanker Draht 1 mit einem Durchmesser von 0,18 mm, der zu einer Spule gewickelt ist;
  • ein bei einer Temperatur von -100ºC gehaltener Tieftemperatur-Kasten 2;
  • eine kontinuierlich arbeitende Ziehmaschine 3, die mit einer Feuchtigkeitseinstellvorrichtung versehen ist, welche imstande ist, die Temperatur einer Düsenanordnung 3' in einem Bereich von -10ºC bis 10ºC zu steuern, und imstande ist, die Feuchtigkeit der Atmosphäre auf einen Wert gleich oder höher als 70 % zu steuern;
  • eine kontinuierlich arbeitende elektrische Tempervorrichtung 4, die imstande ist, die Aufheizgeschwindigkeit auf einen Wert gleich oder höher als 1000ºC/s und eine Temper-Temperatur auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 200ºC bis 600ºC einzustellen;
  • eine Luftkühlvorrichtung 5, die imstande ist, eine Abkühlgeschwindigkeit gleich oder höher als 50ºC/s zu erzielen;
  • eine Aufnahmevorrichtung 6 für einen blanken Draht asl Zwischenprodukt;
  • eine Ziehvorrichtung 7 mit mehrstufigen Rillenscheiben 7" und einer Düsenanordnung 7'; und
  • einen Kältemitteltank 8, der mit einem Kältemittel 8" gefüllt ist und eine darin untergebrachte Düsenanordnung 8' aufweist.
  • Die wie oben beschrieben vorbereiteten Bestandteile wurden wie in der Figur dargestellt in einer solchen Weise zu der Herstellungsanlage zusammengebaut, daß der blanke Draht 1 in der von den Pfeilen angezeigten Richtung transportiert wurde.
  • Ein besonders feiner Draht wurde auf die nachfolgende erste und zweite Art und Weise (I) und (II) hergestellt.
    • Erste Art und Weise (I):
  • Man ließ den aus zähem Pechkupfer mit einem Durchmesser von 0,18 mm gebildeten und zu einer Spule aufgewickelten blanken Draht 1 durch den Tieftemperatur-Kasten 2 hindurchtreten, der bei einer Temperatur von -100ºC gehalten wurde, um den blanken Draht 1 abzukühlen, so daß die Temperatur des durch einen Auslaß des Tieftemperatur-Kastens 2 abgegebenen blanken Drahtes 1 auf etwa 70ºC gebracht wurde.
  • Man ließ den auf etwa 70ºC abgekühlten blanken Draht 1 durch die Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit (95%) der Ziehmaschine 3 hindurchtreten, um auf der Oberfläche des blanken Drahtes 1 eine angemessene Menge von als Schmiermittel dienendem feinem Reif oder Eis abzulagern. Zur gleichen Zeit ließ man den blanken Draht 1 mit der Ziehgeschwindigkeit von 1000 m/min durch die Düsenanordnung 3', deren Temperatur bei 0ºC gehalten wurde, hindurchtreten, um den blanken Draht 1 auf einen Durchmesser von 0,12 mm zu ziehen.
  • Der auf einen Durchmesser von 0,12 mm gezogene blanke Draht 1 wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 3000ºC/s elektrisch erhitzt und unter solchen Bedingungen getempert, daß die erreichte maximale Temperatur innerhalb des Bereichs von 480ºC bis 530ºC lag und die gesamte Aufheizzeit 1/30 Sekunde betrug. Man ließ den blanken Draht 1 dann durch die Kühlvorrichtung 5 hindurchtreten, wo der blanke Draht 1 mit einer Geschwindigkeit von etwa 800ºC/s gekühlt wurde. Anschließend wurde der Draht von der Aufnahmevorrichtung 6 aufgewickelt, um einen blanken Draht in Form eines Zwischenproduktes zu bilden.
  • Der blanke Draht als Zwischenprodukt wurde mit der die mehrstufigen Rillenscheiben 7" und die Düsenanordnung 7' umfassenden herkömmlichen Ziehvorrichtung 7 gezogen, während eine angemessene Menge luftgekühltes Schmieröl auf den blanken Draht als Zwischenprodukt gesprüht wurde, um drei Arten von besonders feinen Drähten herzustellen, deren jeweilige Durchmesser 0,03 mm, 0,02 mm und 0,01 mm betrugen. Zu dieser Zeit wurde eine Drahtbruchrate gemessen, die eine Anzahl von Drahtbrüchen während der Zeit ist, in welcher 10 kg blanker Draht gezogen werden und welche durch die Anzahl von Drahtbrüchen/Ziehen von 10 kg ausgedrückt wird. Auf diese Weise wurde die Drahtbruchrate der Erfindung erhalten.
  • Auch wurde unter verwendung der Düsenanordnung der aus zähem Pechkupfer geformte blanke Draht 1 mit einem Durchmesser von 0,18 mm auf einen Durchmesser von 0,12 mm kaltgezogen. Anschließend wurde in einer Weise wie der oben beschriebenen ein elektrisches Tempern des gezogenen Drahtes durchgeführt, um einen herkömmlichen blanken Draht als Zwischenprodukt zu formen. Der herkömmliche blanke Draht als Zwischenprodukt wurde von der aus den mehrstufigen Rillenscheiben 7" und der Düsenanordnung 7' bestehenden oben erwähnten bekannten Ziehvorrichtung 7 gezogen, um drei Arten besonders feiner Drähte zu bilden, deren jeweilige Durchmesser 0,03 mm, 0,02 mm und 0,01 mm betrugen. Die Drahtbruchrate wurde dieses Mal als diejenige für herkömmliche Verfahren gemessen.
  • Die Meßergebnisse der Drahtbruchraten sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Durchmesser des besonders feinen Drahtes Drahtbruchrate (Anzahl der Brüche/ Ziehen von 10 kg) Stand der Technik Erfindung
    • 2. Zweite Art und Weise (II):
  • Wie in der Figur dargestellt, wurde ein zu einer Spule gewickelter und aus zähem Pechkupfer mit einem Durchmesser von 0,18 mm gebildeter blanker Draht 1 von der Düsenanordnung 8' gezogen, die innerhalb des mit einem Kältemittel 8" aus flüssigem Stickstoff gefüllten Kältemitteltanks 8 angeordnet war, um einen blanken Draht zu erhalten, dessen Durchmesser 0,12 mm betrug.
  • Der blanke Draht mit einem Durchmesser von 0,12 mm wurde Wärmebehandlungen unterzogen, die ein schnelles Erhitzen, ein Tempern und ein Abkühlen unter denselben Bedingungen wie denjenigen der vorhergehenden ersten Art und Weise (I) einschlossen. Der blanke Draht wurde dann von der Aufnahmevorrichtung 6 aufgewickelt, um einen blanken Draht als Zwischenprodukt zu bilden.
  • Der blanke Draht als zwischenprodukt wurde unter den gleichen Bedingungen, wie denjenigen der oben erwähnten ersten Art und Weise (I) in drei Arten von besonders feinen Drähten geformt, deren Durchmesser 0,03 mm, 0,02 mm bzw. 0,01 mm betrugen. Eine Drahtbruchrate zu dieser Zeit, die durch die Anzahl von Brüchen/Ziehen von 10 kg ausgedrückt wird, wurde gemessen.
  • Die erhaltenen Ergebnisse waren im wesentlichen die gleichen wie diejenigen der vorhergehenden ersten Art und Weise (I).
  • Bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Art und Weise (I) und (II) wird der aus zähem Pechkupfer geformte blanke Draht verwendet, um das Herstellungsverfahren für besonders feinen Draht gemäß dieser Erfindung in die Praxis umzusetzen. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß das Material des blanken Drahtes nicht auf zähes Pechkupfer beschränkt ist, sondern daß die Erfindung in gleicher Weise auf die Herstellung eines aus einer Kupferlegierung, reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit niedrigem Aluminiumgehalt geformten besonders feinen Drahtes anwendbar ist.
  • Wie man aus der Tabelle 1 klar sieht, hat das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines besonders feinen Drahtes die folgenden Vorteile: es ist möglich, die Drahtbruchrate (die Anzahl von Brüchen während eines Ziehens von 10 kg Drahtmaterial) im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren beträchtlich zu verringern, so daß die Ausbeute verbessert oder erhöht werden kann; das Ziehen des Drahtes in besonders feinen Draht, bei welchem häufig Brüche auftreten, kann bei normalen Temperaturen durchgeführt werden, wodurch es möglich wird, eine Untersuchung und Reparatur am Drahtbruch zu erleichtern; und während des Ziehens des blanken Drahtes als Zwischenprodukt wird Reif oder Eis auf der Oberfläche des blanken Drahtes abgelagert, um die Lubrizität zu verbessern, wodurch eine Erzeugung von Reibungswärme während des Ziehens verhindert wird, so daß kein Schmieröl erforderlich ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines besonders feinen Drahtes, umfassend die Schritte:
(a) Abkühlen eines blanken Drahtes (1) auf eine tiefe Temperatur von -200ºC bis -23ºC und Ziehen des besagten blanken Drahtes (1) auf einen solchen Durchmesser, daß Drahtbrüche infolge des Ziehens nicht auftreten, während man den besagten blanken Draht vor dem besagten Ziehen durch eine Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit mit einer Feuchtigkeit von mindestens 70 % hindurchtreten läßt; oder während man den besagten blanken Draht (1) durch eine in einem Kältemittel (8") eingetauchte ziehdüsenanordnung (8') hindurchtreten läßt;
(b) schnelles Erhitzen des gezogenen blanken Drahtes (1) zum Tempern desselben bei einer Temperatur von 200ºC bis 600ºC, und danach schnelles Abkühlen des blanken Drahtes (1), um einen blanken Draht als Zwischenprodukt zu bilden; und
(c) danach Ziehen des besagten blanken Drahtes als Zwischenprodukt bei der normalen Temperatur.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kältemittel verwendet wird, um einen blanken Draht (1) auf die besagte tiefe Temperatur von -200ºC bis -23ºC abzukühlen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte derartige Durchmesser, daß Drahtbrüche nicht auftreten, innerhalb eines Bereichs von 0,30 bis 0,10 mm liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte gezogene blanke Draht (1) im Schritt (b) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von mindestens 1000ºC/s schnell auf die besagte Temper-Temperatur erhitzt wird.
5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schnelle Abkühlen des besagten gezogenen blanken Drahtes im Schritt (b) mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50ºC/s stattfindet.
6. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte blanke Draht (1) vor dem Ziehen im besagten Schritt (a) einen Durchmesser innerhalb eines Bereichs von 0,9 bis 0,15 mm aufweist.
7. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Kältemittel eines aus der Gruppe aus flüssigem Stickstoff, oder Trockeneis und Alkohol ist.
8. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte blanke Draht als Zwischenprodukt auf einen Enddurchmesser von höchstens 0,06 mm gezogen wird.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517803A1 (de) * 1995-05-15 1996-11-21 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von kältezähem, metallischem Material
WO2001085368A1 (en) * 2000-05-09 2001-11-15 Usf Filtration And Separations Group, Inc. Apparatus and method for drawing continuous fiber
JP3765778B2 (ja) * 2002-08-29 2006-04-12 ローム株式会社 ワイヤボンディング用キャピラリ及びこれを用いたワイヤボンディング方法
US7618880B1 (en) * 2004-02-19 2009-11-17 Quick Nathaniel R Apparatus and method for transformation of substrate
US8617965B1 (en) 2004-02-19 2013-12-31 Partial Assignment to University of Central Florida Apparatus and method of forming high crystalline quality layer
US7268063B1 (en) 2004-06-01 2007-09-11 University Of Central Florida Process for fabricating semiconductor component
US7419887B1 (en) * 2004-07-26 2008-09-02 Quick Nathaniel R Laser assisted nano deposition
US7951632B1 (en) 2005-01-26 2011-05-31 University Of Central Florida Optical device and method of making
US8617669B1 (en) 2006-04-20 2013-12-31 Partial Assignment to University of Central Florida Laser formation of graphene
US7811914B1 (en) 2006-04-20 2010-10-12 Quick Nathaniel R Apparatus and method for increasing thermal conductivity of a substrate
US8067303B1 (en) 2006-09-12 2011-11-29 Partial Assignment University of Central Florida Solid state energy conversion device
US8114693B1 (en) 2007-09-18 2012-02-14 Partial Assignment University of Central Florida Method of fabricating solid state gas dissociating device by laser doping
US20100269961A1 (en) * 2007-10-03 2010-10-28 Ke Han Method and apparatus for making high strength metals with a face-centered-cubic structure
KR20110108342A (ko) * 2008-12-02 2011-10-05 유니버시티 오브 센트럴 플로리다 에너지 변환 장치
TW201028240A (en) * 2009-01-23 2010-08-01 jun-de Li Composite bonding wire manufacturing method and product thereof
KR101253822B1 (ko) * 2010-05-06 2013-04-12 주식회사 포스코 초미세립 고강도 고인성 선재 및 그 제조방법
KR101359114B1 (ko) * 2012-06-25 2014-02-06 주식회사 포스코 고탄소 강선 제조장치 및 제조방법
US9059079B1 (en) 2012-09-26 2015-06-16 Ut-Battelle, Llc Processing of insulators and semiconductors
US9601641B1 (en) 2013-12-10 2017-03-21 AppliCote Associates, LLC Ultra-high pressure doping of materials
US9620667B1 (en) 2013-12-10 2017-04-11 AppliCote Associates LLC Thermal doping of materials
JP6524444B2 (ja) * 2015-09-28 2019-06-05 日本製鉄株式会社 鋼伸線材の冷却方法、鋼伸線材の冷却装置及び鋼線材の伸線装置
CN111659750B (zh) * 2020-05-22 2022-01-25 深圳市霆茂电子有限公司 一种高耐用性镍铬电阻丝的制备工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1008808A (en) * 1911-06-23 1911-11-14 Karl Farkas Method of drawing fine wires of refractory metals.
US2165056A (en) * 1937-11-27 1939-07-04 Westinghouse Electric & Mfg Co Method for drawing small diameter wires
US2203064A (en) * 1938-04-18 1940-06-04 Continental Steel Corp Method of and apparatus for treating and drawing wire
US2974778A (en) * 1951-09-12 1961-03-14 Bell Telephone Labor Inc Low temperature drawing of metal wires
US3826690A (en) * 1971-02-25 1974-07-30 Western Electric Co Method of processing aluminum electrical conductors
SU515805A1 (ru) * 1972-05-04 1976-05-30 Волгоградский Сталепроволоччно-Канатный Завод Способ изготовлени проволоки из углеродистых сталей
SU534812A1 (ru) * 1974-06-06 1976-11-05 Государственное Специальное Конструкторское Бюро Теплофизического Приборостроения Способ изготовлени ветвей термоэлементов
US3941619A (en) * 1975-05-12 1976-03-02 Olin Corporation Process for improving the elongation of grain refined copper base alloys containing zinc and aluminum
US4204885A (en) * 1979-03-21 1980-05-27 Union Carbide Corporation Method for providing strong wire
DE2931939C2 (de) * 1979-08-07 1982-07-08 Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung stark verzinnter Kupferdrähte, insbesondere Schaltdrähte
US4574604A (en) * 1984-11-13 1986-03-11 Essex Group, Inc. Process and apparatus for high speed fabrication of copper wire

Also Published As

Publication number Publication date
EP0322889A2 (de) 1989-07-05
US4901550A (en) 1990-02-20
EP0322889A3 (en) 1990-09-12
JPH01180717A (ja) 1989-07-18
DE3884367D1 (de) 1993-10-28
KR950004433B1 (ko) 1995-05-01
KR890010938A (ko) 1989-08-11
EP0322889B1 (de) 1993-09-22
JPH084837B2 (ja) 1996-01-24

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