Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMEigenspannungsanalysen in gezogenen Wolframdrähten
Elektrochemisches Abdünnen eines 2 mm dicken Wolframdrahtes zur Ermittlung der Eigenspannungstiefenverteilung
Wolframdrähte für die Beleuchtungsindustrie werden in einem vielstufigen Prozess auf eine Dicke von weniger als 100 µm gezogen. Obwohl der Prozess seit Jahrzehnten etabliert ist, treten häufig Längsrisse, so genannte Splits auf. Diese Splits können sich über große Distanzen entlang der Drahtachse im erkalteten Draht ausbreiten. Treibende Kraft für die Rissausbreitung sind die Eigenspannungen. Auch die Entwicklung der Ziehtextur spielt bei diesem Schädigungsvorgang eine wichtige Rolle, da sie für richtungsabhängige Eigenschaften im Draht mitverantwortlich sind.
Tiefenverteilung der Axial- und Tangential-Eigenspannungen eines Wolframdrahtes
Die röntgenographische Ermittlung von Textur und Eigenspannung in dünnen Drähten stellt eine große experimentelle Herausforderung dar. Defokussierungseffekte können nur mit stark gebündeltem Primärstrahlengang beherrscht werden. Das Resultat sind geringe Intensitäten, die nur durch den Einsatz des dafür spezialisierten Mikrodiffraktometers zu akzeptablen Messzeiten führen. Zur Ermittlung der Eigenspannungstiefenverteilungen ist ein schrittweiser elektrochemischer Abtrag erforderlich, der zu Eigenspannungsumlagerungen führt, der mathematisch korrigiert werden muss. Die Untersuchungen ermöglichen zusammen mit einer Finite Elemente Modellierung des Ziehprozesses eine Optimierung der Ziehparameter zur Vermeidung ungünstiger Zugeigenspannungen in der Randschicht der Drähte.
Stereographische Projektion der Ziehtextur des Wolframdrahtes in Beugung des 200-Reflexes ({100} Polfigur)