Resumen de Experimental-numerical analysis to determine the efficiency of industrial lubricants in wire drawing process

Thomas Gomes dos Santos, André Rosiak, Diego Rafael Alba, Diego Pacheco Wermuth, Matheus Henrique Riffel, Rafael Pandolfo da Rocha, Lirio Schaeffe

• español

  El estirado es un proceso de fabricación que consiste en la deformación indirecta tirando del material a través de una herramienta de geometría cónica. El proceso generalmente se lleva a cabo a temperatura ambiente (formado en frío), por lo que la selección de lubricantes efectivos es fundamental. Si la lubricación es inadecuada, existe un alto riesgo de que tanto la herramienta como el alambre fabricado fallen. En este estudio, se estiraron varillas de acero AISI 1020 recocidas y se probó la efectividad de tres lubricantes industriales diferentes. Durante el proceso, los valores de la fuerza de tracción se registraron y utilizaron para determinar el coeficiente de rozamiento desarrollado bajo cada condición de lubricación. Se realizaron simulaciones numéricas para comprender mejor el proceso. Con base en los resultados experimentales y numéricos, se realizaron análisis cualitativos y cuantitativos para cada condición. Entre los diferentes lubricantes utilizados en este estudio, el estearato de zinc presentó el menor valor de fuerza de tracción, 18,8 kN, seguido de Lub A y B con valores de 20 kN y 20,6 kN, respectivamente. Los modelos numéricos mostraron una excelente aproximación a los valores de fuerza determinados en las pruebas. Los valores del coeficiente de rozamiento obtenidos tanto por análisis numérico como por el modelo empírico indican que el estearato de zinc tiene el mayor efecto lubricante entre los lubricantes objeto de este estudio.

• English

  Drawing is a manufacturing process that consists of indirect deformation by pulling the material through a tool with a conical geometry. The process is usually performed at room temperature (cold forming), so the selection of effective lubricants is critical. If lubrication is inadequate, there is a high risk that both, tool and the manufactured wire, will fail. In this study, annealed AISI 1020 steel rods were drawn and the effectiveness of three different industrial lubricants was tested. During the process, the drawing force values were recorded and used to determine the friction coefficient that developed under each lubrication condition. Numerical simulations were performed to further understand the process. Based on the experimental and numerical results, qualitative and quantitative analysis were performed for each condition. Among the different lubricants used in this study, zinc stearate showed the lowest value for drawing force, 18.8 kN, followed by Lub A and B with values of 20 kN and 20.6 kN, respectively. The numerical models showed excellent approximation to the force values determined in the tests. The values for the coefficient of friction obtained by both the numerical analysis and the empirical model indicate that zinc stearate has the highest lubricating effect among the lubricants focused on this study.