Kai Boockmann et Michaela Boockmann
Boockmann Engineering GmbH
Eckartspfad, 97708
Bad Bocklet, Allemagne
Bases de la lubrification des fils magnétiques
Le traitement du fil magnétique nécessite une lubrification pour les raisons suivantes :
• Protection des fils et de l'isolation
• Augmentation de la vitesse de production
• Protection des outils de bobinage
• Densité croissante des enroulements
Atteindre ces résultats nécessite systématiquement l’intégration d’équipements de fil de haute qualité et de solutions d’aimants industriels fiables tout au long de la chaîne de production.
Mécanique de la manipulation des fils magnétiques
Imaginons un fil émaillé, qui est pressé sur un plan avec une charge Fz, la force de frottement à vaincre pour déplacer le fil est fonction de Fz. Pour des surfaces de glissement sèches et solides, la force de frottement est indépendante de la vitesse v du mouvement (Figure 1), ce qui est également vrai pour les fils lubrifiés avec de la cire ou des matériaux analogues à de la cire. La lubrification avec de l'huile ou de la graisse entraîne un flottement visqueux qui dépend de la vitesse de déplacement.
Fig. 1 — Lubrification et force de friction.
Pour des vitesses et une densité de bobinage élevées, une surface de glissement solide et sèche est souvent nécessaire. Ceci peut être réalisé, avec un succès limité, par des émaux auto-glissants ou, avec plus de succès, par polissage avec des agents de glissement solides, principalement de la paraffine et des cires. L'efficacité de ce processus de polissage est souvent améliorée dans un four de recuit de fil ou dans le cadre d'un système complet d'équipement automatique de fil magnétique.
Les lubrifiants huileux ont tendance à s'écouler de la bobine de distribution. Comme la graisse ou de grandes quantités de cire à point de fusion relativement bas, l'huile absorbe la poussière et les revêtements avec ces matériaux ne peuvent pas résister aux pressions spécifiques élevées entre les fils croisés en raison de leur comportement visqueux. Leur application est donc principalement préférée pour la technique d'insertion dans la production de moteurs, etc.
Le coefficient de frottement ainsi que les propriétés de glissement, l'enroulement et l'insertion présentent chacun des valeurs optimales en fonction de la quantité de lubrifiant. Malheureusement, ces optima ne se situent souvent pas dans la même plage de quantités et doivent donc être déterminés par l'expérience.
Le coefficient de frottement dynamique, mesuré entre un fil et une plaque d'acier (Parussel4), est indiqué dans le tableau 1 pour différents matériaux émaillés et cires. Il s'agit d'une propriété matérielle du lubrifiant appliqué, influencée par le matériau d'isolation du fil. En raison de la forte dépendance du coefficient de frottement par rapport à la quantité de lubrifiant sur la surface du fil (Figure 2), la quantité appliquée sur la surface doit être contrôlée dans des limites étroites. De plus, le processus de lubrification influence la fiabilité et l'uniformité de la lubrification, un facteur essentiel pour les opérateurs d'équipements filaires de haute qualité.
Tableau 1. Coefficient de frottement dynamique pour différentes combinaisons de matériaux isolants et lubrifiants déterminé selon Parussel 4 .
Fig. 2 — Coefficient de friction pour différentes cires en comparaison
Raisons des méthodes de lubrification sans solvant
Les lubrifiants à base de solvants sont constitués à près de 99 % de composés organiques volatils (COV), qui sont habituellement rejetés par les systèmes de ventilation des usines (Figure 3).
Fig. 3 — Fumées dégagées lors de la lubrification des fils à base de solvant.
Étant donné que les réglementations gouvernementales (par exemple, le règlement européen sur les COV 1999-13-EC5) limitent la quantité d'émissions de COV également spécifiquement dues à la production de fils magnétiques, les fabricants peuvent éliminer une source d'émission importante en utilisant une lubrification sans solvant. Ce changement est de plus en plus soutenu par des solutions magnétiques industrielles modernes et des équipements automatiques à fil magnétique conçus pour des processus plus propres.
Et par rapport à la norme ISO 14000, les clients exigent de plus en plus de programmes de protection de l'environnement de la part de leurs fournisseurs de fils magnétiques. De plus, les liquides appliqués, y compris les solutions de lubrifiants solides, sont arrachés de la surface du fil en raison des forces centrifuges accrues sur les rouleaux de guidage à rotation rapide dans les machines d'émaillage à VD élevé, avec un impact sur la fiabilité et la qualité du processus.
La lubrification des fils magnétiques sans solvant réduit les problèmes de santé des travailleurs dus aux fumées et prévient les accidents de travail graves ainsi que les risques d'incendie, contribuant ainsi à un environnement de fonctionnement plus sûr pour tous les fours de recuit de fils et systèmes de toronnage.
De plus, les attaques induites par les solvants sur l'émail du fil ainsi que sur les bobines en plastique sont évitées, préservant ainsi l'intégrité du fil produit sur un équipement de filage de haute qualité.