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Trafilatura di fili metallici: cosa controllare e con quali strumenti

In trafileria il diametro del filo e il diametro esterno di bobine e matasse sono parametri di collaudo. Riduzioni di sezione e incrudimento, usura delle filiere, ovalizzazione, lubrificazione e tolleranze normalizzate: i controlli da fare e gli strumenti con cui eseguirli, archimetri digitali compresi.

In una trafileria il valore si crea e si distrugge in pochi centesimi di millimetro. Il filo entra come vergella da 5,5 o 8 mm e ne esce a 1 mm o meno dopo sette, dieci, a volte quindici passaggi in filiera, ognuno dei quali riduce la sezione e cambia le proprietà del metallo. Chi lavora rame, alluminio o acciaio sa che una filiera consumata non si annuncia con una rottura: si annuncia con un diametro che cresce di qualche micron per turno, con una finitura che perde brillantezza e con bobine che a peso non tornano. Per questo la trafilatura di fili metallici richiede controlli dimensionali sistematici, non ispezioni occasionali.

La grandezza da presidiare è sempre geometrica. Sul filo nudo si misura il diametro con calibri e micrometri; sul prodotto avvolto, dove il calibro non arriva, si misura la circonferenza esterna e si ricava il diametro dividendo per pi greco. È il principio dell’archimetro, o nastro diametrale: una fettuccia metallica graduata che abbraccia matasse, bobine e semilavorati di grande sezione e restituisce direttamente il diametro senza dover cercare due generatrici diametralmente opposte.

Gli archimetri digitali Roder della serie small range coprono questa esigenza con lettura elettronica: il modello DIACHECK-CT-200P lavora su diametri fino a circa 200 mm, il DIACHECK-CT-260P estende il campo fino a circa 260 mm, entrambi con risoluzione 0,01 mm, azzeramento e commutazione mm/pollici. Sono strumenti da bordo linea, pensati per essere usati con i guanti e registrati bobina per bobina.

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Riduzione di sezione e incrudimento: la grandezza in gioco

Ogni passaggio in filiera si descrive con il grado di deformazione, cioè la riduzione percentuale dell’area fra ingresso e uscita. Nella pratica industriale si resta fra il 15 e il 30 per cento per passo sui metalli duttili, valori più bassi sugli acciai a medio carbonio; la sequenza dei passi determina la riduzione totale, che può superare il 95 per cento fra vergella e filo fine. Poiché il volume si conserva, il diametro di uscita è legato a quello di ingresso dalla radice quadrata del rapporto delle aree: da qui si calcola la scaletta di filiere. La deformazione a freddo produce incrudimento: il carico di rottura sale, l’allungamento a rottura scende. Controllare il diametro passo per passo significa quindi controllare anche lo stato meccanico del filo, non solo la sua geometria.

Trafilatura di fili metallici: i controlli in linea passo per passo

Il piano di collaudo si costruisce su tre livelli. In linea si verifica il diametro all’uscita dell’ultimo passo con micrometro o calibro, su due direzioni ruotate di 90 gradi per intercettare l’ovalizzazione; si annota la velocità di linea e il tiro fra i passi, perché uno slittamento sui cabestani anticipa il degrado della finitura. A fine bobina si misura il diametro esterno dell’avvolgimento con l’archimetro digitale: abbracciando la matassa si legge direttamente il diametro, dato che serve sia per stimare il metraggio residuo sia per verificare l’ingombro logistico e la compatibilità con i supporti a valle. In laboratorio si pesa un tratto di lunghezza nota e si ricava il peso a metro lineare, verifica incrociata del diametro medio molto più robusta di una singola lettura puntuale.

Usura delle filiere e diagnosi dei difetti superficiali

Le anomalie ricorrenti hanno una firma dimensionale riconoscibile. Un diametro che cresce lentamente e in modo monotono nel corso del turno indica usura del foro di filiera: il carburo o il diamante policristallino si consumano nella zona di riduzione e il calibro effettivo si allarga, con peggioramento progressivo della finitura. Una sezione ovalizzata, con differenza fra i due assi misurati a 90 gradi, segnala filiera scentrata o disallineamento del percorso di passaggio fra cabestano e portafiliera. Rigature longitudinali e opacità superficiale rimandano quasi sempre a lubrificazione insufficiente o a emulsione degradata: il film si rompe, il contatto diventa metallo su metallo, la temperatura del filo sale e il pick-up di materiale sulla filiera accelera l’usura. Misurare la temperatura del filo in uscita chiude il cerchio diagnostico.

Ricottura intermedia, proprietà meccaniche e tolleranze normalizzate

Quando la riduzione totale satura la duttilità residua si inserisce una ricottura intermedia, in forno statico o in continuo sulla linea, per ripristinare l’allungamento e permettere ulteriori passi. Dopo il trattamento il collaudo non è più solo dimensionale: si verificano carico di rottura e allungamento su provetta secondo ISO 6892-1, e sui fili per uso elettrico la resistività, disciplinata per il rame ricotto dalla IEC 60228 insieme ai requisiti dimensionali dei conduttori. Le tolleranze dimensionali sui fili trafilati fanno riferimento alle classi ISO 286 e alle norme di prodotto specifiche, ad esempio EN 10218-2 per il filo di acciaio. Registrare per ogni bobina diametro, ovalizzazione, peso a metro e lotto di filiera rende tracciabile la deriva e difendibile il certificato.

Vantaggi del nastro diametrale digitale sui metodi tradizionali

Misurare il diametro esterno di una matassa con un calibro a corsoio significa cercare due punti opposti su una superficie irregolare, con errori di qualche millimetro e ripetibilità scarsa fra operatori. L’archimetro lavora sulla circonferenza, cioè su una grandezza mediata su tutto il perimetro: il valore è intrinsecamente più stabile e insensibile alle deformazioni locali dell’avvolgimento. La versione digitale aggiunge risoluzione 0,01 mm, azzeramento su riferimento noto e lettura immediata, riducendo il tempo per bobina a pochi secondi. La taratura si esegue su anelli o cilindri campione di diametro certificato, con periodicità definita dal piano metrologico.

Per il quadro completo dei controlli su questa lavorazione, dai parametri di linea agli strumenti di collaudo, consulta la pagina dedicata alla trafilatura di fili metallici.

Prodotti utilizzati in questa applicazione

ARCHIMETRI DIGITALI RODER

Roder DIACHECK-CT-200P

Nastro diametrale digitale della serie small range: misura la circonferenza e visualizza direttamente il diametro fino a circa 200 mm, con risoluzione 0,01 mm, commutazione mm/pollici, azzeramento su riferimento e alimentazione a batteria. Adatto al bordo linea in trafileria.

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ARCHIMETRI DIGITALI RODER

Roder DIACHECK-CT-260P

Versione a campo esteso della stessa serie: copre diametri fino a circa 260 mm mantenendo risoluzione 0,01 mm e lettura diretta del diametro. Indicata per bobine di grande ingombro, rulli e semilavorati dove il calibro a corsoio non arriva.

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Maggiori informazioni e contatti

Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Partner divisione visione artificiale : www.rodervision.com
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Contatto per informazioni generali : info@roder.it
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