技術情報

2025  Volume 43 

Analysis of the Tungsten Wire-Drawing Process タングステンワイヤー線引き工程の解析
Yusuke NAKAMURA 中村 優佑
Key words Tungsten wire, FEM analysis, wire-drawing process, reduction angle, bearing length, wire temperature, pulling force
キーワード タングステンワイヤー,FEM解析,伸線加工,リダクション角度,ベアリング長さ,ワイヤー温度,引き抜き荷重

Abstract

Tungsten wire is processed by pulling the hot wire through a die at a high temperature. However, this technique is associated with several issues, including longitudinal crack formation and wire diameter reduction. Analyzing the plastic deformation behavior of wire, such as strain and stress, when passing through a die is crucial for the production of high-quality wire. In this study, we created a numerical simulation model using finite element method analysis to simulate high-temperature wire drawing, and compared it with the actual wire-drawing process to verify the validity of the simulation. We successfully reproduced the drawing process of tungsten wire via this simulation analysis. We then visualized the changes in the drawing load and strain distribution in the wire by changing the internal shape of the die and processing conditions. Simulations considering various parameters of the actual wire-drawing process must be conducted to further improve the quality of drawn tungsten wires. This study lays a foundational basis for the validity of simulation analysis for actual wire-drawing processes.
タングステンワイヤーの伸線加工は,ワイヤーを熱間でダイスに通して引抜く高温引抜きによって行われる.伸線加工の不具合例として,伸線加工時に発生する長手方向の割れ(クラック)や線径細りが挙げられる.高品質なワイヤー製造のためには,ダイスを通過する際のひずみや応力といった塑性変形での挙動解析が重要となる.
本研究では,実際の高温引抜きを模した数値シミュレーションモデルをFEM 解析にて作成し,実際の伸線加工と比較を行い,シミュレーションの有効性を検証した.その結果,タングステンワイヤーの伸線加工をシミュレーション解析で再現することができた.また,ダイス内部形状や加工条件を変更した解析では,ワイヤーの引き抜き荷重やひずみ分布の変化を可視化できた.タングステンワイヤーの伸線加工における更なる品質向上のためには,実際の伸線加工の様々なパラメーターを考慮したシミュレーションを検討する必要がある.本研究では,実際の伸線加工に関するシミュレーション解析の基礎を検討することができた.

3_Analysis_of_tungsten_wire_drawing_process.pdf
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