Effect of ultrasonic vibration on the process of wire drawing

Abstract

In this study, the effects of ultrasonic vibrations on the lubrication between die and wire and wire drawing force in wire drawing process were investigated. In the work done, the lubrication effect and the drawing force in the wire drawing process are compared comparatively by using the conventional wire drawing method and the ultrasonic effect. Drawing force is measured with a dynamometer. In wire drawing process, evaluations were made by comparing macro images of wire surface in determining the effect of ultrasonic vibration on lubrication. The time-dependent force change graph obtained from the experimental studies was used to reveal the force differences between conventional wire drawing and ultrasonic vibrating wire drawing. At the end of the experiment, a sample with reduced diameter was taken and the surface quality of the sample was examined under a microscope. According to the results of the tests ultrasonic vibratory wire drawing showed a reduction of force between 9% and 15% in drawing force according to tradition. According to the studies made on the microscope, the lubrication ability of the wire surface was increased by the ultrasonic effect. For this reason, it has been found that the wire surfaces drawn by ultrasonic vibration are smoother.

Keywords

• Wire drawing,Ultrasonic,Die,Wire

Ultrasonik titreşimin tel çekme işlemine etkisi

Öz

Bu çalışmada tel çekme işleminde ultrasonik titreşimlerin kalıp ile tel arasındaki yağlamaya ve tel çekme kuvvetine etkileri araştırılmıştır. Yapılan çalışmada geleneksel tel çekme yöntemi ile ultrasonik etki kullanılarak tel çekme işleminde yağlama etkisi ve çekme kuvveti karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çekme kuvveti dinamometre ile ölçülmüştür. Tel çekme işleminde ultrasonik titreşimin yağlamaya olan etkisini belirlemede tel yüzeyine ait makro görüntüler karşılaştırılarak değerlendirmeler yapılmıştır. Deneysel çalışmalardan elde edilen verilerle zamana bağlı kuvvet değişim grafiği oluşturularak geleneksel tel çekme ile ultrasonik titreşimli tel çekme arasındaki kuvvet farklılıkları ortaya konmuştur. Deney sonunda çapı düşürülen telden numune alınarak telin yüzey kalitesi mikroskopta incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre ultrasonik titreşimli tel çekmede geleneksele göre çekme kuvvetinde %9 ile %15 arasında kuvvet azalması görülmüştür. Mikroskopta yapılan incelemelere göre tel yüzeyinin sabun alma kabiliyetinin ultrasonik etki ile arttığı görülmüştür. Bu nedenle ultrasonik titreşimle çekilen tel yüzeylerinin daha pürüzsüz olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Tel çekme,Ultrasonik,Hadde,Tel

Kaynakça

1. Şenyürek Ü, Cömert H. “Tel çekme prosesi ve inklüzyon hasarları”. SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(3), 179-181, 2002.
2. Wright RN. Wire Technology. 4th ed., Oxford, UK, Elsevier, 2011.
3. Ünseren M. Tel Çekme Matrisleri Üzerine Bir Araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, Türkiye, 2006.
4. Pramanik A. “Problems and solutions in machining of titanium alloys”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 70(5), 919-928, 2014.
5. Zhou ZM, Li XY, Qu YX. “Tool wear of diamond tools in ultrasonic vibration turning titanium alloys”. Applied Mechanics & Materials, 229-231, 517-520, 2012.
6. Liu S, Shan X, Guo K. “Research on a composite power-superimposed ultrasonic vibrator for wire drawing”. Applied Sciences, 6(2), 32-44, 2016.
7. Siegert K, Möck A. “Wire drawing with ultrasonically oscillating dies”. Journal of Materials Processing Technology, 60(1-4), 657-660, 1996.
8. Gallego J, Graff J. Power Ultrasonics. 1st ed., Cambridge, UK, Woodhead Publishing, 2014.

9. Shen L, Xiaobiao S, Kai G, Tao X. “Design and fabrication of a skew-typed longitudinal-torsional composite ultrasonic vibrator for titanium wire drawing”. IEEE Access, 4, 6749-6756, 2016.
10. Yao Z, Kim GY, Faidley L, Zou Q, Mei D, Chen Z. “Effects of superimposed high-frequency vibration on deformation of aluminum in micro/meso-scale upsetting”. Journal of Materials Processing Technology, 212, 640-646, 2012.
11. Rozner AG. “Effect of ultrasonic vibration on coefficient of friction during strip drawing”. Journal of Acoustical Society of America, 49, 1368-1371, 1971.
12. Liu S, Shan X, Guo K, Yang Y, Xie T. “Experimental study on titanium wire drawing with ultrasonic vibration”. Ultrasonics, 83, 60-67, 2018.