Von Kupfer bis zum Kohlenstoffstahl: Wie vielseitige beschichtete Drahtziehmatrizen mit unterschiedlichen Materialien umgehen

2026,08,28

Gehen Sie in ein beliebiges Drahtwerk und Sie werden Gestelle voller Matrizen sehen, die für bestimmte Materialien gekennzeichnet sind – Kupfermatrizen hier, Matrizen aus Nickellegierungen dort, Matrizen aus Kohlenstoffstahl in einem separaten Schrank. Diese Trennung kostet Geld. Nicht nur im Lagerbestand, sondern auch in Bezug auf Umrüstzeiten, Rüstaufwand und stillstehende Maschinen. Die Branche hat dies längst als normal akzeptiert. Aber beschichtete Drahtziehsteine verwischen diese Grenzen still und leise.

Kupferdraht-Ziehsteine bestanden in der Vergangenheit aus unbeschichtetem Wolframkarbid. Kupfer ist weich und dehnbar, aber auch klebend. Unbeschichtete Matrizen nehmen beim Ziehen Kupferpartikel auf, was innerhalb von Stunden zu Riefen und Ovalität führt. Die Lösung war häufiges Polieren – in vielen Betrieben alle 4 bis 6 Stunden. Beschichtete Matrizen, insbesondere solche mit diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) oder TiAlN-Beschichtungen, ändern das. Die Beschichtung erzeugt eine Antihaftoberfläche mit einem Reibungskoeffizienten von etwa 0,1 im Vergleich zu 0,4 bei unbeschichtetem Hartmetall. Ein Kabelhersteller berichtete von einem Anstieg von 6 Stunden ununterbrochener Ziehzeit auf über 40 Stunden nach der Umstellung auf beschichtete Kupfermatrizen. Das ist nicht inkrementell – das ist transformativ.

Ziehsteine aus Nickeldraht haben einen anderen Feind. Nickel und seine Legierungen – Monel, Inconel – sind kaltverfestigend und stark abrasiv. Unbeschichtete Matrizen verschleißen schnell durch Mikroausbrüche und Flankenverschleiß. Hier zeichnen sich CVD-diamantbeschichtete Matrizen aus. Die Beschichtungsdicke von 20–30 Mikrometern mit einer Härte von 10.000 HV bietet eine Barriere, die den hohen Grenzflächentemperaturen standhält, die bei der Nickelreduktion entstehen. Versuche in einem Speziallegierungswerk zeigten, dass CVD-beschichtete Nickelmatrizen 270 % länger hielten als Standardmatrizen aus polykristallinem Diamant (PCD) und gleichzeitig eine Oberflächengüte von Ra 0,05 µm beibehielten – entscheidend für Feindrähte, die in medizinischen Sensoren verwendet werden.

Was ist mit kohlenstoffreichem Stahl? Die Härte liegt zwischen Kupfer und Nickel, bringt aber noch ein weiteres Problem mit sich: die Aufbauschneide. Insbesondere bei Ziehgeschwindigkeiten über 15 m/s kann es durch die Reibungswärme zu Materialübertragungen kommen. Mehrzweckbeschichtete Matrizen mit Verlaufsschichten – einer harten Keramikbasis und einer gleitfähigen Deckschicht – bewältigen dieses Problem, indem sie die Scherspannung an der Schnittstelle zwischen Matrize und Draht reduzieren. Die gleiche Matrize, die 2 mm Kupfer gezogen hat, kann gereinigt und für 1,5 mm Federstahl ohne erneutes Polieren verwendet werden, sofern die Beschichtung intakt ist.

Der wahre Vorteil liegt nicht nur in der Leistung pro Chip. Es geht um die Konsolidierung der Werkzeugbestände. Eine Anlage, in der fünf verschiedene Materialien verarbeitet werden, kann die Zahl der benötigten Matrizen um 60–70 % reduzieren. Die Umrüstzeit sinkt von 20 Minuten auf unter 5. Das in Ersatzwerkzeugen gebundene Kapital – oft über 50.000 US-Dollar für ein mittelgroßes Werk – kann neu zugewiesen werden. Beschichtete Drahtziehmatrizen sind keine universelle Lösung, bieten aber für die überwiegende Mehrheit der Ziehanwendungen eine gemeinsame Plattform, die sich durch Beschichtungstechnik und nicht durch Materialersatz anpasst. Die Tage getrennter Schränke für Kupfer, Nickel und Stahl sind gezählt. Smart Mills konsolidieren bereits.