En studie av standardiserad utvÃ¤rderingsmetod ... - Ãrebro universitet

En studie av standardiserad utvärderingsmetod för tråddragningsprocess 2007-06-08 

Examensarbete 20 poäng D- nivå 

EN STUDIE AV STANDARDISERAD 

UTVÄRDERINGS METOD 

FÖR 

TRÅDDRAGNINGS PROCESS 

Maghsoud Ranjbar 

Magisterprogrammet i maskinteknik 160p 

Örebro vårterminen 2007 

Examinator: Björn Aren 

A STUDY OF A STANDARD EVALUATIONS METHOD FOR 

WIRE DRAWINGS PROCESS 

Örebro universitet 

Institutionen för teknik 

701 82 Örebro 

Örebro University 

Department of technology 

SE- 701 82 Örebro, Sweden 

MAGHSOUD RANJBAR 

ÖREBRO UNIVERSITET


Förord 

Jag har under våren 2007 utfört ett 20 poängs examensarbete som avslutning på 

programmet magister i maskinteknik. Examensarbetet har utförts på Haldex 

Garphyttan Wire AB. Det har varit intressant och lärorikt att prova på hur planering 

och utvecklingsarbete kan gå till. 

Jag vill tacka min handledare vid Örebro universitet Professor Magnus Jarl för den 

hjälp jag fått under examensarbetet. 

På Haldex Garphyttan AB vill jag tacka samtliga på teknisk utveckling. 

Ett särskilt tack till: 

Tomas Berntsson 

Malin Hallberg 

Robert Erixon 

Christer Rydén 

Morgan Roberthson 

Jörgen Duberg 

Ingrid Lindman 

Nils- Erik Siggesson 

Jag vill också tacka min syster och hennes familj för allt deras stöd. 


ÖREBRO UNIVERSITET


Sammanfattning 

Detta examensarbete har syftat till att ta fram en standardiserad utvärderingsmetod för 

tråddragningsprocess. Materialet som användes vid försöken var rekristalliserad, 

låglegerad ventilfjädertråd (OTEVA 70SC). Ett fullständigt faktorförsök har använts. 

Parametrar 

Nivåer 

Reduktion i första draget XXX % (-) XXX % (+) 

Draghastighet XXX m/s (-) XXX m/s (+) 

Smörjmedelsort XXX XXX 

Responser som användes var: 

• Smörjmedelsmängd 

• Brottgräns/sträckgräns 

• Smörjmedels täckningsgrad 

• Temperaturstegring 

• Hårdhet 

Försöken visade att två responser är lämpliga för utvärdering av tråddragningsprocess 

som generellt täcker de flesta produkterna i produktionen. 

De två responser är: 

Smörjmedels täckningsgrad på trådens yta. 

Hårdhet i trådensytter zon (D) respektive inne- zon (d-kärnan) och dess kvot. Kvoten mellan 

(d/D) de två zonerna i en optimal process bör vara ett. 

Att rapporten ser ut som den gör (tex. XXX) beror på Haldex Garphyttan 

Wire AB´s krav på sekretess. 


ÖREBRO UNIVERSITET


Abstract 

The aim with this master thesis is to make a standard evaluation method for wire a drawing 

process. 

The material used in the experiments was recrystallized, low-alloyed valve spring wire 

(OTEVA 70SC). A full factor experiment was used. 

Parameters 

Levels 

Reduction in the first draw XXX% (-) XXX % (+) 

Drawings speed XXXm/s (-) XXXm/s (+) 

Lubricant sort XXX XXX 

As result variable in use that the experiments was: 

• Quantity of lubricant 

• Tensile strength/yield strength 

• The lubricant covered area fraction on the wire 

• Temperature 

• Hardness 

The experiments showed that two result variables were suitable for evaluation of wire 

drawings process that includes the most products in the production. 

These tow response used in experiments are: 

• The lubricant covered area fraction on the wire 

• Hardness of wire in the large-zone (D) and small-zone (d) and these ratio. The ratio 

between (d/D) the two zones in a optimal process should be one. 


ÖREBRO UNIVERSITET


Innehållsförteckning 

1 INLEDNING ...................................................................................................................................................... 1 

1.1 VERKSAMHET................................................................................................................................................ 1 

1.2 HISTORIK ...................................................................................................................................................... 1 

2 LITTERATURSTUDIER.................................................................................................................................. 2 

2.1 PROCESS........................................................................................................................................................ 2 

2.1.1 Skalning ................................................................................................................................................ 2 

2.1.2 Värmebehandling ................................................................................................................................. 2 

2.1.3 Smörjmedelsbärare............................................................................................................................... 3 

2.1.4 Smörjning ............................................................................................................................................ 3 

2.1.4.1 Smörjningens uppgifter...................................................................................................................... 3 

2.1.4.2 Smörjmedelstäckningsgrad................................................................................................................ 3 

2.1.4.3 Viskositet............................................................................................................................................ 4 

2.1.4.4 Torrdragningssmörjmedel ................................................................................................................. 4 

2.1.4.5 Smörjningens system.......................................................................................................................... 5 

2.1.5 Tryckdragskiva ..................................................................................................................................... 6 

2.1.6 Friktionskoefficienten ........................................................................................................................... 6 

2.1.7 Dragmaskin .......................................................................................................................................... 6 

2.1.7.1 Dragkraft ........................................................................................................................................... 7 

2.1.7.2 Siebels formel .................................................................................................................................... 7 

2.3.1 Dragskivan ........................................................................................................................................... 7 

2.1.8 Temperatur vid tråddragning ............................................................................................................. 12 

2.1.9 Blockkylning ....................................................................................................................................... 13 

2.1.10 Härdning........................................................................................................................................... 13 

2.1.10.1. Deformationshårdnande vid tråddragning................................................................................... 13 

2.1.10.2 Dislokationsmodellen .................................................................................................................... 13 

2.1.10.3 Rekristallisationsglödgning ........................................................................................................... 13 

2.1.10.4 Oxidation av järn........................................................................................................................... 15 

2.1.11 Provning ........................................................................................................................................... 15 

3 UPPDRAGSBESKRIVNING.......................................................................................................................... 16 

3.1 BAKGRUND ................................................................................................................................................. 16 

3.2 MÅL MED EXAMENSARBETET...................................................................................................................... 16 

3.3 UTFÖRANDE ................................................................................................................................................ 16 

3.4 LITTERATURSTUDIER .................................................................................................................................. 16 

3.5 PRAKTISKT ARBETE..................................................................................................................................... 17 

4 UTRUSTNINGAR/MATERIAL .................................................................................................................... 17 

4.1 MÄTUTRUSTNINGAR ................................................................................................................................... 17 

4.1.1 Temperaturmätare.............................................................................................................................. 17 

4.1.2 Dragprovmaskin ................................................................................................................................. 17 

4.1.3 Mikroskop........................................................................................................................................... 17 

4.1.4 Hårdhetsprovning............................................................................................................................... 17 

4.1.5 Våg...................................................................................................................................................... 17 

4.2 DRAGMASKIN.............................................................................................................................................. 18 

4.3 MATERIAL OCH DRAGSKIVOR...................................................................................................................... 18 

5 METOD ............................................................................................................................................................ 18 

5.1 FAKTORFÖRSÖK .......................................................................................................................................... 18 

5.1.1 Beskrivning av försöket ...................................................................................................................... 18 

5.1.2 Parametrar ......................................................................................................................................... 19 

5.1.3 Resultatparametrar............................................................................................................................. 20 

5.1.4 Fasta parametrar................................................................................................................................ 22 

6 RESULTAT/UTVÄRDERING....................................................................................................................... 23 

6.1 RESULTAT AV FAKTORFÖRSÖK.................................................................................................................... 23 


ÖREBRO UNIVERSITET


6.1.2 Smörjmedelsmängd............................................................................................................................. 23 

6.1.3 Brottgräns/sträckgräns.................................................................................................................. 24 

6.1.4 Temperatur ......................................................................................................................................... 25 

6.1.5 Smörjmedelstäckning.......................................................................................................................... 26 

6.1.6 Hårdhetsmätning:............................................................................................................................... 27 

6.2 ARBETSBLAD .............................................................................................................................................. 28 

6.3 UTVÄRDERINGS METOD............................................................................................................................... 30 

6.4 DISKUSSIONER ............................................................................................................................................ 30 

6.5 REKOMMENDATIONER................................................................................................................................. 31 

6.5.1 Rekommendationer för responsen smörjmedeltäcknings grad ........................................................... 31 

6.5.2 Rekommendationer för responsen hårdhets mätning ......................................................................... 31 

6.6 FÖRSLAG FÖR FORTSATT ARBETE OCH FÖRBÄTTRING ................................................................................. 31 

7 REFERENS ...................................................................................................................................................... 32 

8 BILAGOR......................................................................................................................................................... 33 

8.1 FÖRSÖKSORDNING: ..................................................................................................................................... 33 

8.2 PROVTAGNINGSORDNING ............................................................................................................................ 33 

8.3 BILDER PÅ SMÖRJMEDELS TÄCKNINGSGRAD ............................................................................................... 34 

8.4 BILDER AV STEREOMIKROSKOPET ............................................................................................................... 36 

8.5 STATISTISK FÖRSÖKSPLANERING................................................................................................................. 38 

8.5.1 Analys ................................................................................................................................................. 38 

8.5.2 Arbetsblad........................................................................................................................................... 39 


ÖREBRO UNIVERSITET


1 Inledning 

1.1 Verksamhet 

Haldex Garphyttan AB är en division i koncernen Haldex AB. Haldex Garphyttan AB har en 

världsledande ställning inom sin specialnisch som är specialfjädertråd i stållegeringar för 

applikationer med höga prestanda och krav. Trådprodukternas huvudtillämpningar finns i 

förbränningsmotorer, t ex ventilfjädrar, kolvringar, kompressionsringar och fjädrar för direktinsprutning. 

Kunderna är fjäder- och kolvringstillverkare som levererar till fordonsindustrin. 

Verksamheten är global och tillverkningen sker i Sverige, USA och Kina. 

Haldex Garphyttan AB har ett Kvalitetsstyrningssystem som certifierats enligt den internationella 

standarden för kvalitet, ISO/TS 16949. Deras huvudleverantörer av valstråd har 

också kvalitetsstyrningssystem, certifierade av tredje part, motsvarande minst ISO 9001. Det 

görs ständiga förbättringar vad gäller inre och yttre miljö och de är certifierade enligt ISO 

14001. 

1.2 Historik 

1906 Företaget Garphytte Fabriks Aktiebolag bildades. 

1927 startade tillverkningen av kontinuerligt oljehärdad ventilfjädertråd. 

1936 startade Garphyttan en egen fjäderfabrik för tillverkning av främst ventilfjädrar. 

1960 introducerades företaget på Stockholms fondbörs. 

1971 företaget ökar sitt sortiment genom att satsa på bland annat ytbelagdtråd, svetstråd och 

plattvalsat. 

1976-1981 pianotråd, lintillverkning, ytbehandlad tråd med flera produkter lades ned och 

tillverkningen renodlades mot oljehärdad tråd (65 % av omsättningen), rostfritt, plattråd och 

fjädrar. 

1995 Garphyttan Wire fattade beslut om att etablera ett självständigt dotterbolag i USA för 

lokal tillverkning av ventilfjädertråd. 

MAGHSOUD RANJBAR ÖREBRO UNIVERSITET 1


2 litteraturstudier 

2.1 Process 

Valstråden köps från Japan och Europa beroende på stålsort och kvalitet. Valstråden 

kontrolleras vid intagning. Med hjälp av mikroskop kontrolleras ytavkolning, slagg och 

sprickor på tråden. Den låglegerade tråden som skall rekristallisationsglödgas går sedan till 

skalning för att avlägsna ytfel dvs. brottanvisningar och rost. Efter skalning värmebehandlas, 

dras, härdas och provas tråden. 

2.1.1 Skalning 

För att få bort oxidskiktet från valsningen och för att få en jämnare yta fri från defekter så 

skalas tråden (se figur 2.1). Detta gör att tråden deformeras i ytskiktet och formbarheten 

minskar, vilket medför att tråden måste genomgå en värmebehandling för att återfå sin 

dragbarhet. 

Figur 2.1: Bild av skalning. [1] 

I skalningsmaskinen reduceras valstråden i en dragskiva. I ett andra verktyg av hårdmetall 

avlägsnas trådens ytskikt.(se figur 2.1). 

2.1.2 Värmebehandling 

Tråden rekristallisationsglödgas nu för att återfå dragbarheten i ytskiktet. 



2.1.3 Smörjmedelsbärare 

Vid torrdragning används tvål, kalciumstearat, natriumstearat eller liknande, som smörjmedel. 

Tvålen smälter vid värmeutveckling i dragskivan. Den stryks då lätt av, smörjningen blir dålig 

och tråden river. För att göra smörjmedelsfilmen mer stabil blandas tvålen med en smörjmedelsbärare, 

som inte smälter. Bäraren bildar ett smörjmedelssystem tillsammans med 

tvålen. Systemet består av smält tål och osmälta bärarpartiklar (se figur 2.2). [1] 

Figur2.2: Smörjmedelsbärare beläggning [1] 

2.1.4 Smörjning 

2.1.4.1 Smörjningens uppgifter 

Smörjmedlens huvud uppgifter är att minska friktionen (och därmed ofta vibrationer), samt att 

minska nötningen. Dessutom verkar smörjmedlet dämpande på temperaturökningen och ger 

ofta korrosionsskydd [1][5]. 

Friktionssänkningen kan åstadkommas med två olika mekanismer. Om smörjmedlet helt 

separerar de fasta ytorna sker relativrörelsen genom en skjuvning inom smörjfilmen, och 

friktionen består i att övervinna filmens inre skjuvmotstånd. Om kontakt mellan ytorna inte 

kan undvikas kan friktionskrafterna reduceras av att glidningen sker mellan tunna lågfriktionsfilmer 

som fäster vid och täcker ytorna. 

Nötningsreduktionen förklaras även den av att de fasta ytorna fullständigt eller delvis 

separeras. 

Temperaturen sänks eftersom sänkt friktion medför minskad utveckling av värme. 

Dessutom kyler smörjmedlet kontaktytorna. 

Korrosionsskyddet ges i första hand av att syretillförseln till triboytorna (kontaktytorna 

vid relativ rörelse) minskas, men även av aktiva tillsatsmedel. 

2.1.4.2 Smörjmedelstäckningsgrad 

I hög förstoring utgör även finbearbetad yta ett ”alplandskap” se figur 6.1 nedan. Då två 

metaller trycks mot varandra blir ytornas toppar kontaktpunkter och det lokala trycket blir 

mycket högt. Som följd därav sker en plastisk deformation i området kring kontaktpunkterna. 

I kontaktpunkterna har nu metallisk bindning, lokal svetsning, uppkommit. Då ytorna glider 

mot varandra slits svetsarna sönder och skador uppstår. Denna typ av nötningsskada kallas 

adhesivt slitage. 



Smörjning är ett ”verktyg” för att eliminera eller minska det adhesiva slitaget, minska 

friktionen (och därmed ofta vibrationer), samt att minska nötningen. Dessutom verkar 

smörjmedlet dämpade på temperaturökningen och ger ofta korrosionsskydd. Smörjmedlen 

separerar kontaktpunkterna. Se kapitel (2.1.4.5) 

I praktiken är inte alltid separationen fullständig. Att rivning sker vid tråddragning beror på 

att smörjmedelsförsörjningen uteblivit lokalt. Resultat finns i kapital bilaga 8.4 [1, 10] 

Figur 2.3: visar adhesivt slitage och smörjningsmekanismer i tråddragningsprocessen.[1] 

2.1.4.3 Viskositet 

Viskositeten är den egenskap hos vätskor, halvflytande och halvfasta substanser som ger 

motstånd mot fritt flöde. Ju högre viskositet desto mer trögflytande. En smörjmedelsfilms 

lastbärande förmåga är högre ju mer trögflytande (ju mer viskös) filmen är. Trögflytande 

smörjmedelsfilm ger dock högre friktion och därmed större effektförlust och värmeutveckling. 

Alla smörjmedel blir mer lättflytande vid högre temperatur. 

2.1.4.4 Torrdragningssmörjmedel 

Vid torrdragning är det viktigt att tråden är väl smord innan den passerar dragskivan. Det är 

nödvändigt för att: 

minska dragkraftbehovet (minska friktion) 

minska slitaget hos dragskivan 

ge tråden en bra yta 

minska ljudnivån vid dragningen 



2.1.4.5 Smörjningens system 

Friktionsfenomen vid ytors glidning beror av 

ytans topografi 

smörjmedlets/smörjmedelssystemets typ 

smörjmedelsfilmens tjocklek och viskositet (vid rådande temperatur, tryck och hastighet) 

Hydrodynamisk smörjning 

När en vätska befinner sig mellan två ytor, kan ytornas rörelse i sig bygga upp ett tryck i smörjfilmen. 

Under vissa förutsättningar blir trycket tillräckligt för att bära höga laster, dvs. 

separera ytorna. Denna form av självpumpande kallas hydrodynamisk smörjning. Det krävs 

en rörelse för att upprätthålla smörjfilmen. [1] 

Figur 2.4: Hydrodynamisk smörjning 

Vid gränsskiktssmörjning är trycket i smörjfilmen otillräckligt för att separera ytorna (se figur 

2.4). Friktionskoefficienten µ blir mycket hög vid glidning mot varandra av två fullständigt 

rena material (torrfriktion). Torrfriktion inträffar dock nästan aldrig eftersom ytorna är täckta 

av någon tunn film (oxid, fosfid, klorid, sulfid), som separerar ytorna. Vid gränsskiktssmörjning 

ligger friktionskoefficienten i närheten av 0,1. 

Figur2.5: Gränsskiktssmörjning 

Blandsmörjning är ett medeltillstånd som innehåller den gradvisa övergången från hydrodynamisk 

till gränsskiktssmörjning (se figur 2.4). Vid blandsmörjning varierar filmtjockleken, 

trycket, skjuvspänningen och temperaturen kraftigt över kontaktzonen. Vid torrdragning är 

friktionskoefficienten µ av storleksordningen 0,01-0,05. 

Figur 2.6: Blandsmörjning 



2.1.5 Tryckdragskiva 

Med tryckdragskiva kan smörjmedelsupptagningen förbättras och hydrodynamisk smörjning 

skapas 

Figur 2.7: Tryckdragskiva. 

Principen med tryckdragskiva är att tråden får passera först en större dragskiva (tryckskiva) 

utan reduktion, tråden drar med sig smörjmedel in till ett tryckrum som finns mellan 

tvådragskivor och där byggs ett mycket högt tryck upp och smörjningen blir god i dragskiva 

två (se figur 2.7). Trycket som byggs upp kan bli så högt att det kan leda till sprängning, 

därför bör dräneringskanaler byggas in. En fördel med detta system jämfört med 

trycksmörjare med ett yttre pålagt tryck är att de är betydligt billigare att införskaffa. Den 

enda nackdelen som vi kan se är att det är svårt att kontrollera trycket i skivan. [1] 

2.1.6 Friktionskoefficienten 

Friktionskoefficienten µ ökar med ökad dragskivevinkel eftersom en ökad vinkel ger ett 

tunnare smörjmedelsskikt. En liten vinkel gör däremot att smörjningen blir mer 

hydrodynamisk, vilket ger en lägre friktion. När det gäller inverkan av reduktion på friktionen 

så spelar temperaturen en viktig roll. Vid en låg temperatur är smältningen av smörjmedlet 

ofullständig, vilket gör att smörjningen blir dålig med en hög friktion som följd. Detta är en 

orsak till varför en hög reduktion vid första draget kan rekommenderas. Olika försök har visat 

att friktionen minskar med en ökad draghastighet [8]. 

2.1.7 Dragmaskin 

Efter en tryckdragskiva kommer dragmaskinen som är en flerblocksmaskin. Tråden dras 

genom dragskivor med minskande dimension till önskad slutdimension. 



2.1.7.1 Dragkraft 

En vanlig formel för beräkning av dragkraften är Siebels formel [1], vilken också används i 

PERENG-programmet. 

2.1.7.2 Siebels formel 

A0 µ A0 2α 

F = A 1×R em (ln + × ln + ) 

A1 α A1 3 

A0 

Där ln är homogen deformation 

A1 

2α är inhomogen deformation 

3 

µ 

× 

α 

A0 

ln är friktionen 

A1 

F = Dragkraft i [N] 

A0 = Trådarea före drag i [mm 2 ] 

A1 = Trådarea efter drag i [mm 2 ] 

Rem = Medelvärde av flytspänning i [N/mm 2 ] 

2α = Dragskivevinkel i radianer 

µ = Friktionskoefficient (torrdragning 0,03 – 0,06 och våtdragning 0,10 – 0,15) 

I denna formel har ingen hänsyn tagits till friktionen i bärningen. Därför kan följande läggas 

till [1][7]: 

∆ F bärning = d 1 * π * B * R e * µ 

där 

d1 = Tråddiameter efter drag i [mm] 

B = Bärningens längd i [mm] 

Re = Sträckgräns efter dragning i [N/mm 2 ] 

2.3.1 Dragskivan 

Material 

Materialet i en dragskiva är vanligen hårdmetall. Hårdmetallen är uppbyggd av hårdämnet 

wolframkarbid WC och bindemedlet kobolt Co. Finmalt WC och Co-pulver blandas med 

smörjmedel och pressas till ett dragskiveämne, som sintras vid mycket hög temperatur. Den 

hårdhet som dragskivan får beror på dess kobolthalt (ju högre Co-halt desto lägre hårdhet) och 

wolframkarbidens kornstorlek (ju finkornigare WC desto hårdare). Att hårdmetallen är så bra 

som dragskivematerial beror på, stor hårdhet och nötningsbeständighet på grund av hårdheten 

hos Wolframkarbiden, viss seghet beroende av kobolthalten och den utmärkta värmeledningsförmågan 

som gör att värmen i dragkanalen kan passera ut till kylvattnet runt 

dragskivan. Det finns också dragskivor av så kallad DP- hårdmetall, i vilken slitstyrka och 

seghet båda kan förbättras oberoende av varandra. Det sker genom omfördelning av bindefashalten 

(Co-halten). En tredje typ av dragskivematerial är diamant [1]. 



Materialflödet genom dragskivan 

Vid all tråddragning så sträcks kornen ut i dragriktningen och pressas samman i tvärriktningen. 

Kornen vid ytan deformeras mer än kornen i centrum av tråden. Detta beror på den 

”onödiga” skjuvning som uppstår i materialet vid dragning. En idealiserad bild av materialtransporten 

genom dragskivan uttrycker att ett plan, vinkelrätt mot trådens rörelseriktning, 

förblir ett plan (och inte en krökt yta) vid passagen genom dragskivan. Vid en sådan process 

genomgår tråden en homogen deformation. I verkligheten så leder den ”onödiga” skjuvningen 

i materialet till inhomogen deformation, ett ”onödigt arbete”. Ett plan förblir då inte ett plan 

vid passagen utan omformas till en krökt yta. 

Vid tråddragning vill man ha en stor andel homogen deformation och en liten andel 

inhomogen deformation. Det är ju diameterändring som skall åstadkommas och inte inre 

skjuvningar i materialet. Det är möjligt att reducera det ”onödiga” arbetet genom att öka 

reduktionen och minska dragskivevinkel (se tabell 2.1) [1][7]. 

Tabell 2.1: Exempel på andelen inhomogen deformation vid olika förutsättningar [7]. 

Uppskattad andel inhomogen deformation vi dragning 

Dragskivevinkel [◦] Reduktion [%] Inhomogen deformation 

[%] 

18 10 56 

12 25 14 

Om en liten reduktion väljs istället för stor eller en stor vinkel istället för en liten så erhålls en 

stor andel inhomogen deformation. Det medför dels att tråden inte blir genomarbetad och att 

tråden får en högre hållfasthet på grund av de inre skjuvningarna, vilka bidrar till deformationshårdnandet 

utan att bidra till diameterminskningen. 

Definitioner 

De parametrar som bestämmer geometrin hos en dragskiva ges i figur 2.8 

d1 = bärningens diameter 

d2 = kärnans ytterdiameter 

d3 = fattningens ytterdiameter 

h2 = kärnans höjd 

h3 = fattningens höjd 

l3 = bärningens längd 

2α = dragkonans vinkel 

2β = ingångskonans vinkel 

2γ = utgångskonans vinkel 

Figur 2.8: Dragskiva [1] 



Parameterförhållanden 

Kontaktlängden mellan tråd och dragskiva skall enligt Maxwell [1][7] vara mellan 72 och 100 

% av bärningsdiametern. Det är också viktigt att dragskivevinkelns längd är tillräckligt lång 

för att ge bra smörjning. Dragskivevinkelns längd bör vara dubbelt så lång som kontaktlängden 

mellan tråd och dragskiva. 

Renz, Steuff och Kopp [1][7] har gjort en studie på effekten av bärningslängd och radien 

mellan kona och bärning. Bärningens längd påverkar hur mycket elastisk energi som lagras i 

den dragna tråden. Deras utredning visar att bärning < 27 % leder till en stabil elastisk energi 

men på en förhållandevis hög restspänningsnivå. Bärning över 50 % visar också stabilitet men 

med en låg restspänningsnivå. Bärningar mellan 30 – 50 % kan i vissa fall ge en ostabil 

trådkvalitet. De fann också att radien mellan kona och bärning var väldigt viktig. Om radien 

dividerat med den dragna trådens diameter är 0,45 blir restspänningarna i tråden mycket högre 

än om kvoten är lika med 2,50. En stor radie ökar trådkvalitén. 

Wistreich’s ∆-parameter 

Wistreich [1] introducerade ∆-parametern som är en nyckelfaktor i tråddragningsprocessen. 

∆-parametern beräknas enligt: 

∆ = 

dm d0 + d = 

l d0 - d 

* sin α (ekvation 1) 

där 

d m =medeltråddiameter 

d 0 = ursprungstråddiameter 

d = dragen tråddiameter 

l = deformationslängd 

d 0 = halva dragskivevinkeln 

Tabell 2.2: ∆ -parametern beräknad med Wistreich’s formel [1] 

d 0 [mm] d [mm] Reduktion [%] α [◦] ∆-parametern 

5,5 5,0 17,4 9 3,29 

5,5 5,0 17,4 5 1,83 

5,5 4,5 33,1 9 1,49 

5,5 4,5 33,1 5 0,83 

d 

Eftersom reduktionen r = l – ( ) 

2 

och d = d 0 * ( 1 – r ) så kan ∆-parametern uttryckas 

d0 

som: 

l 

∆ = ( 1+ 1− 

r) 

r 

2 * sin α (ekvation 2) 

Roger N Wright [1] använde ekvation 2 med approximationen sinα = α (α i radianer). I tabell 

4.3 är några ∆-värden beräknade med ekvation 2 för några vanliga dragskivevinklar 2α och 

reduktioner. 



Tabell 2.3: ∆-parametern för olika dragskivevinklar och reduktioner beräknade med ekvation 

2. ∆-värden under 1,25 är i fet stil [1]. 

Reduktion 

2α = 10◦ 2α = 12◦ 2α = 14◦ 2α = 16◦ 2α = 18◦ 2α = 20◦ 

[%] 

10 3,31 3,97 4,63 5,28 5,94 6,59 

15 2,15 2,57 3,00 3,43 3,85 4,28 

20 1,56 1,88 2,19 2,50 2,81 3,12 

25 1,21 1,46 1,70 1,94 2,18 2,42 

30 0,98 1,18 1,37 1,56 1,76 1,95 

35 0,81 0,97 1,14 1,30 1,46 1,62 

40 0,69 0,82 0,96 1,10 1,23 1,37 

45 0,59 0,70 0,82 0,94 1,05 1,17 

Tidigare har det nämnts att deformationen vid tråddragning är homogen och inhomogen. En 

stor del inhomogen deformation kan undvikas genom att välja en liten dragskivevinkel och en 

hög reduktion. Enligt Wistreich [1] är det speciellt viktigt med ett lågt ∆-värde vid första 

draget. Dragning med lågt ∆-värde ger en mindre andel ”onödigt” arbete vilket begränsar 

deformationshårdnandet av tråden. Det innebär att man kan ha en högre total reduktion mellan 

varje glödgning. Dragskivetrycket ökar med minskad reduktion och ökad dragskivevinkel. 

Alltså dragskivan slits mer med ett ökat ∆-värde. 

Dragserie 

För att ta fram dragserier har programmet PERENG används. Grundidén är att reduktionen 

skall vara fallande under dragningen. Dragserien skall alltså ha den högsta reduktionen i det 

första draget och den lägsta i det sista draget. I programmet skrivs startdimension, slutdimension, 

sluthastighet och reduktion i första draget in, sedan tar programmet fram en 

rekommenderad serie som sedan kan modifiera enligt egna önskemål. 



Deformationslängd 

För att få en bra smörjning och därmed dragning så bör deformationslängden [l] vara halva 

dragskivekonans längd [L] (se figur 2.9). Anledningen är att då följer smörjmedlet med tråden 

på ett bra sätt genom dragskivan. Deformationslängden kan beräknas på följande sätt:[1] 

Figur 2.9: Deformationslängd och dragkonans längd{[1] 

d = d 0 × ( 1- r ) 

∆d = d 0 - d 0 × ( 1 - r ) 

l = 

∆ d × sin α = d0 - d 0 × 

2 

(ekvation 3) 

( 1- r ) 

2 

× sin α = d 0 [ 1- ( 1 - r ) ] / 2 × sin α 

där 

d 0 = ursprungsdiameter [mm]× 

d = diameter på dragen tråd [mm] 

r = reduktion [%] 

α = halva dragskivevinkel [◦] 

Exempel på deformationslängder vid dragning av tråd med ursprungsdiameter 5,5 mm, med 

olika dragskivevinklar och reduktioner (se tabell 2.4 och figur 2.10). 



Tabell 2.4: Dragskivevinkelns inverkan på deformationslängden, beräknad med ekvation 3. 

Reduktion [%] Deformationslängd 

Vid α =4° [mm] 

Deformationslängd 

Vid α =7° [mm] 

15 3,1 1,8 

20 4,2 2,4 

25 5,3 3,0 

30 6,4 3,7 

35 7,6 4,4 

Dragskivevinkelns inverkan på deformationslängden 

Deformationslängd (mm) 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

15 20 25 30 35 

α = 4˚ 

α = 7˚ 

Reduktion (%) 

Figur 2.10: Visar att vid ökad reduktion så ökar deformationslängden mer med en mindre dragskivevinkel. 

2.1.8 Temperatur vid tråddragning 

Huvuddelen av den tillförda energin i samband med tråddragning överförs till värme. I en 

flerblocksmaskin måste den bildade värmen kylas bort innan tråden leds in i nästa dragskiva. 

Endast ca 5 % av värmen kyls bort genom dragskivekylningen. Resten måste kylas bort genomblockkylningen. 

De temperaturer, som är intressanta vid tråddragning är: 

Maximala yttemperaturen. 

Trådens medeltemperatur efter draget och före ingången i nästa dragskiva. 

Direkt efter det att tråden lämnat dragskivan är temperaturen högst på trådytan, men på ett 

avstånd mindre än 3 cm sker en utjämning genom trådens tvärsnitt. Trådens temperaturökning 

vid passagen av dragskivan: 

F× 

4 

∆ T = a × 

2 

D × π × c 

F = dragkraft [N] 

D = dragskivans diameter [mm] 

ρ = materialets densitet [g/cm 3 ] ( kolstål 7,85 g/cm 3 ) 

c = specifik värmekapacitet [ J/°C×g] ( kolstål 0,48 J/°C×g) 

a = förlustfaktor [-] 

∆T = temperaturökning vid draget [°C] 



2.1.9 Blockkylning 

När tråden dras genom dragskivan ökar temperaturen på grund av formändringsarbetet och 

friktionen mellan tråd och dragskiva. På blocket kyls tråden genom att värme leds bort genom 

blockväggen och tas upp av kylvattnet på blockets insida. För att kylningen skall fungera bra 

är det viktigt att ha mycket tråd på blocket (se Figur 2.11). Rost på blockets insida bromsar 

värmetransporten. 

Figur 2.11: Draghastighetens och höjden av tråden och blockens inverkan på 

trådtemperaturen [1]. 

2.1.10 Härdning 

För att tråden ska få de egenskaper som krävs så härdas den. Tråden värms upp till austenit 

området, varefter tråden kyls ner snabbt i olja och martensit bildas. En rakt härdad tråd med 

utmärkta fjäderlindningsegenskap erhålls. Tråden med nybildad martensit är alltför hård och 

spröd. För att få rätt hårdhet och seghet anlöps den 

2.1.10.1. Deformationshårdnande vid tråddragning 

Vid dragning sker ett deformationshårdnande i materialet. Detta kan beskrivas med hjälp av 

dislokationsmodellen [1]. 

2.1.10.2 Dislokationsmodellen 

Dislokationer är linjeformiga byggnadsfel i materialet som genereras under deformationen. 

Avståndet mellan dislokationerna blir efterhand så små att de interfererar med varandra och 

hindrar varandras rörelse. Eftersom all plastisk deformation är dislokationsvandring så medför 

det faktum att deformationsrörelsen är försvårad en högre hållfasthet i materialet. Om 

materialet kallbearbetas tillräckligt långt så brister det. Gynnsamt dislokationsmönster för 

kallbearbetning kan återfås genom rekristallisationsglödgning. 

2.1.10.3 Rekristallisationsglödgning 

Plastisk deformation vid rumstemperatur ger en deformation på korn och korngränser vilket 

ökar materialets hållfasthet och hårdhet. Materialet blir sprött och duktiliteten minskar. 

Materialet får också anisotropa egenskaper vid plastisk deformation. De ursprungliga 

egenskaperna kan återfås genom rekristallisationsglödgning. Vilken temperatur som skall 

användas vid glödgning beror på vilket material man arbetar med och vilken deformationsgrad 

materialet har (se Figur 2.12). Ett material som är kraftigt deformerat rekristalliseras 

”lättare” än ett material som är mindre deformerat. 



Vid värmningsprocessen genomgår materialet tre omvandlingsfaser: 

1. Den första fasen kallas återhämtningsfasen. Under återhämtningsfasen som är ett 

temperaturområde under rekristallisationstemperatur området så försvinner spänningarna i 

materialet. Nya lågtvinkliga korngränser börjar bildas vilket kallas polygonalisering. Här sker 

ingen väsentlig förändring på de mekaniska egenskaperna så som hårdhet och hållfasthet. 

2. Den andra fasen kallas för rekristallisationsfasen. Rekristallisation sker vid ett temperaturintervall 

som ligger mellan 0,3 Tm och 0,5 Tm, där Tm är den absoluta smältpunkten av 

metallen (se Figur 2.11). Nya likformiga och spänningsfria korn bildas och ersätter de gamla. 

Rekristallisationstemperaturen definieras oftast som den temperatur där materialet rekristalliseras 

inom en timme. Rekristallisationen minskar förekomsten av dislokationer, sänker 

hårdhet och hållfasthet medan duktiliteten på materialet ökar. Rekristallisationen beror på 

graden av den föregående kallbearbetningen, stor deformation kräver en lägre temperatur för 

att rekristallisation skall uppstå. Detta beror på att när deformationshårdnaden ökar så ökar 

antalet dislokationer och energin som lagras i dislokationerna. Rekristallisation är en funktion 

som är beroende av tiden eftersom den involverar rörelse och utbyte av atomer över 

korngränserna. Effekten av rekristallisation med avseende på temperatur, tid och den 

reduktionsgrad materialet är utsatt för: 

Med konstant grad av deformation uppkommen av kallbearbetning, så minskar tiden för 

att rekristallisation skall infinna sig med ökad temperatur. 

En högre grad av kallbearbetning kräver en lägre temperatur för rekristallisation. 

En högre grad av deformation ger vid rekristallisation mindre kornstorlek. Detta är en 

vanlig metod för att ge ett material med grov kornstorlek finare korn och följaktligen bättre 

materialegenskaper. Vid en deformationsgrad mellan 6-10 % så kan så kallad katastrofal 

kornförstoring uppstå. 

Anisotropin kvarstår ofta efter rekristallisation. 

3. Den sista fasen kallas korntillväxt. Vid fortsatt temperaturökning av materialet så börjar 

kornen att växa, vilket försämrar de mekaniska egenskaperna. 

Figur 2.12: Beskrivning av värmebehandlingstemperatur [1] 



2.1.10.4 Oxidation av järn 

Järn bildar tillsamman med syre tre olika oxider [6]: wüstit FeO, magnetit Fe3O4 och hematit 

Fe2O3. Det inre skiktet med lägst syrehalt är wüstit (FeO), nästa oxid är magnetit (Fe3O4) och 

ytterst är ett mycket tunt lager av den mest syrerika oxiden hematit (Fe2O3). Oxidens tjocklek 

och sammansättning beror i första hand på temperatur, men också på atmosfär och 

diffusionshastighet av syre och järnatomer. Oxidskiktet blir uppenbarligen tunnare när 

syremängden minskas. Wüstiten är stabil vid temperaturer över 570°C, men vid lägre 

temperatur omvandlas den till magnetit. Utvecklingen av magnetit och hematit är i allmänhet 

parabolisk under oxidation av järn vid normalt lufttryck och med en temperatur på 700°C - 

1000°C. Under oxidation av järn, diffunderar järnjonerna genom wüstit och magnetit till 

magnetit/hematit fasgränsen. Syrejonerna diffunderar endast genom hematit skiktet. Wüstitskiktets 

tillväxt sker vid wüstit/magnetit fasgränsen, men både magnetit- och hematitskikt 

växer i samma fasgräns, mellan oxiderna. Vid en oxidation under 570°C består glödskalet i 

största delen av magnetit. Wüstit bildas när temperaturen överstiger 570°C. 

. 

2.1.11 Provning 

Här kontrolleras att tråden inte har några ytfel med hjälp av Eddy Current testing (ECprovning) 

och circograph. Eventuella fel färgmarkeras för att kunden sedan ska se var felen 

finns och de tillverkade fjädrarna med fel plockas bort. 

EC – provnings princip 

Om en spole matas med högfrekvent växelström bildas ett magnetfält inuti spolen. Det 

magnetiska fältet ger upphov till (inducerar) virvelströmmar i en materialplatta, placerad 

vinkelrätt mot spolen. Virvelström heter på engelska Eddy Current. Därav beteckningen EC 

för metoden. 

EC - provning kan utföras på olika sätt:[]1 

EC – provning med stationära sonder 

EC – provning med roterande sonder. Circograph – provning 

Dubbel provning 

EC – provning av valstråd 



3 Uppdragsbeskrivning 

3.1 Bakgrund 

Företaget Haldex Garphyttan Wire AB som tillverkar ventilfjädertråd, använder sig av 

tillverkningsprocess för produkter som är vanligt och passar just den produkten. 

Tillverkningsprocessen består huvudsakligen i fyra produktionssteg, förbearbetning, dragning, 

härdning och EC-provning. Det förekommer processförändringar med jämna mellan rum och 

då saknar företaget en standard utvärderingsmetod för att kunna jämföra om processförändringen 

gott bra och framförallt i drageriet. För att ta reda på detta så skall ett 

flerfaktorförsök utföras. 

3.2 Mål med examensarbetet 

Målet är att ta fram en standardiserad utvärderingsmetod som generellt passar alla 

produktionsprocesser i företaget. 

3.3 Utförande 

Genom litteraturstudier och praktiska försök komma fram till vilken inverkan reduktion, 

smörjmedel och drag hastigheten har. Praktiska försök kommer att utföras i Garphyttan för att 

ta reda på utfall av dess inverkan. För att utvärdera parametrarna så användes ett 

flerfaktorförsök. I ett faktorförsök så ställs ett antal parametrar upp och för varje parameter ett 

antal utfall (i detta fall begränsas utfallen till två per parameter), varpå så många parametrar 

som möjligt varieras samtidigt. 

Aktiviteter: 

Sök litteratur som beskriver tråddragning av rekristalliserad fjädertråd. 

Sök litteratur och studera metodik för flerfaktorförsök. 

Samla information från personal på Haldex Garphyttan AB. 

Utarbeta en plan för faktorförsök. 

Utföra dragtester i Haldex Garphyttan Wire AB’s dragmaskin. 

Utföra och utvärdera faktorförsöken med parametrarna dragserie, draghastighet och 

Smörjmedel. 

Vid behov avsluta med kompletterande försök. 

Utarbeta rekommendationer 

3.4 Litteraturstudier 

Under de fyra till fem första veckorna av examensarbetet så inriktades arbete enbart på 

litteraturstudier. I databaser söktes efter artiklar som sedan lästes för att få flera infallsvinklar 

på problemet, även ren faktalitteratur i ämnet lästes. Magnus Jarl och Tomas Berntsson gav 

information om lämplig litteratur. Information om lämpliga databaser gavs på universitetsbiblioteket. 

Även under det praktiska arbetet i Garphyttan så avsattes viss tid till att läsa 

litteratur. Vid databassökningarna användes Compendex och Metadex. 

Sökningen gjordes även i sökfunktioner som Alta Vista, Google och liknande men det gav 

sällan några bra träffar. 

Ett otal olika sökord och kombinationer användes, här följer de flesta sökord som används: 

Evaluations method, wire drawing, draw, die, Lubrication, wire drawingsprocess, tråd 

tillverkningsprocess, smörjmedels funktion, och tråd dragningsprocess. 

Dessa sökord kombinerades på alla sätt som kändes relevanta och som förväntades ge resultat. 



3.5 Praktiskt arbete 

Efter någon vecka inleddes ett flerfaktorförsöks planering. Litteraturstudierna var grund för 

denna planering, men rekommendationer från Tomas Berntsson i Garphyttan samt samtal med 

Magnus Jarl var också till stor hjälp. Syftet med flerfaktorförsök var att utifrån dessa försök ta 

fram en utvärderingsmetod. 

4 Utrustningar/material 

4.1 Mätutrustningar 

Ett antal olika mätutrustningar användes under examensarbetet, här följer en kort beskrivning 

av dessa. 

4.1.1 Temperaturmätare 

Temperaturmätare som släpar med tråden. 

Märke: Anritherm/Anritsu, med in Japan (max 250°C). 

4.1.2 Dragprovmaskin 

Dragproven utfördes i dragprovmaskinen i Garphyttan. 

Märke: Bergs Engineering (Garphyttan) 

4.1.3 Mikroskop 

När ytor studerades så användes ett svepelektronmikroskop. Svepelektronmikroskopet har en 

analystillsats för kvalitativ analys av grundämnen på ytan av tråd. 

Märke: Hitachi S-3000N (SEM) 

Ytorna studerades med stereomikroskop för att se om man kan göra en preliminär bedömning 

av trådens yta vid brådskande ärende. 

Stereomikroskopet har drygt 52x gånger förstöringsförmåga. 

4.1.4 Hårdhetsprovning 

Hårdheten hos trådens tvärsnitt mättes med Vickers provningsmetod med ett kilo last. Intryckskroppen 

var diamantpyramid (HV). 

Märke: Zwick 

Sedan för mätningen av hårdheten användes mikroskop med tillhörande datorprogrammet 

Picsara 8.9 

4.1.5 Våg 

För att mäta smörjmedelsmängd användes en våg. 

Märke: METT/ER x s204 (g) 



4.2 Dragmaskin 

Under examensarbetet har studier och mätningar gjorts vid pilotdragmaskin i Haldex 

Garphyttan AB. Dragmaskinen var Arboga maskin. 

4.3 Material och dragskivor 

Material: OTEVA 70 SC 

Tabell4.1: Kemisk sammansättning % 

C Si Mn P max S max Cr V Ni 

0,50-0,60 1,20-1,60 0,50-0,80 0,025 0,020 0,50-0,80 - - 

OT-70SC som är en oljehärdad ventilfjädertråd tillverkas i utförandet Super Clean (SC). OT- 

70SC är speciellt avsedd för tillverkning av ventilfjädrar och andra fjädrar med höga krav på 

utmattnings och relaxationsegenskaper vid måttligt förhöjda arbetstemperaturer. OT-70SC 

användes i både förstudier och försök. Dragskivorna som användes var från Garphyttan. 

Dragskivorna från Garphyttan var D-stenar, med storlek ∅53x36. 

5 Metod 

Funktionen av olika faktorer, parametrar och responser som har en väsentlig roll i dragningsprocessen 

studerades för att planera flerfaktorförsöket. 

Under förstudien gjordes en begränsning av examensarbetet. 

De tre faktorerna på två nivåer som valdes att studeras var: 

• Reduktion i första draget 

• Smörjmedel 

• Dragningshastigheten 

Dessutom bestämdes att responserna, mängden smörjmedel, temperaturstegringen vid 

dragning, hårdhet, studie av trådens yta samt brott/sträckgräns skulle mätas. 

5.1 Faktorförsök 

5.1.1 Beskrivning av försöket 

Genom litteraturstudier och intervjuer och samtal med personer med olika befattningar på 

Haldex Garphyttan AB har en försöksplanering tagits fram. Försöket förändrades ett antal 

gånger under planeringen och utförande fasen. Förändringar berodde på mest förutsättningar 

på företaget så som kravet på examensarbetet som skulle baseras på befintliga resurser och 

pilotdragmaskinen som användes. 

Flerfaktorförsöket ändrades från sexton till åtta försök, anledningen var storleken och kravet 

på examensarbetet (befintliga resurser skulle användas). Bedömningen som gjordes var att 

reducering av försöken inte skulle påverka noggrannheten av studien. Dragserien ändrades 

också på grund av dragningssvårigheter som uppstod under försöket. 

Den högre nivån på första reduktionen planerades till 34 %, på grund av haveri vid flertalet 

tillfällen sänktes den till 30 %. Reduktionen visades sig fortfarande vara för hög. Ytterligare 

en sänkning till 28 % gav en fyradragserie i det här fallet, enligt personalens erfarenheter 

passar inte det i pilotdragmaskinen. För att kunna genomföra försöket sattes till sist den 

högsta reduktionen vid den högre nivån till 24 %. Att försöken inte fungerade med de högre 

reduktionerna kan bero på att relationen dragskivevinkel/reduktion inte var korrekt, smörjmedlets 

smältpunkt, porer samt dragmaskinens tillstånd. För att försöken skulle kunna 



genomföras så smidigt som möjligt valdes en planerad försöksordning istället för en slumpvis 

som är brukligt vid faktorförsök. Se tabell 5.2 

5.1.2 Parametrar 

Faktorförsöket som utfördes bestod av tre parametrar på två nivåer. Ett fullständigt 

faktorförsök valdes eftersom det är mest tillförlitligt, lättare att tolka och analysera än ett 

reducerat. Detta innebär att 2 3 = 8 försök behövde göras för att täcka in alla kombinationer. 

Litteraturstudien visar att reduktionsgraden i första draget är av väsentlig betydelse. Därför 

valdes reduktionen i första draget som en parameter med nivåerna X % och Y %. Detta 

innebar att två olika dragserier med fem drag fick användas. 

Draghastighet är viktig ur temperaturstegringen och smörjningen. Därför valdes som en 

parameter med nivåerna L (-) och H (+). 

Olika smörjmedel har olika har egenskaper bland annat fetthalt och smältpunkt som är av 

väsentlig betydelse. Därför valdes två olika smörjmedel i första draget. 

Det är noterbart att alla dessa urval hänsyn tagits till nuvarande tillverknings process i 

företaget. 

När responser och parametrar har valts så måste nivåer på parametrarna väljas. Två nivåer 

väljs, en låg (–) och en hög (+). Ett försök med två nivåer och k antal parametrar innebär 2 k 

antal försök vid fullständigt faktorförsök. 

Parametrar Nivåer 

A: Smörjmedelssort Nivåer: Α ( - ) XXX och Β ( + ) XXX 

B: Reduktion i första drag Nivåer: XXX % ( - ) och XXX % ( + ) 

C: Drag hastighet Nivåer: XXX m/s ( - ) och XXX m/s ( + ) 

Smörjmedelssort (A) är G45 i första draget och MB 60 resterande. 

Smörjmedelssort (B) är MB 60 i första draget och G45 resterande. 

Tabell 5.1: Parametrar och nivåer 

Parametrar 

Nivåer 

A (–)(+) 

B (–)(+) 

C (–)(+) 

Tabell 5.2: Parametrar och nivåer 

Försök A B C 

1 – – – 

2 + – – 

3 – + – 

4 + + – 

5 – – + 

6 + – + 

7 – + + 

8 + + + 



5.1.3 Resultatparametrar 

Till faktorförsöket har fem respons valts. Smörjmedelsmängd, smörjmedelstäckningsgrad, 

hårdhet, temperatur och brottgräns/sträckgräns eftersom det är svårt eller omöjligt att hitta en 

respons som beskriver en bra dragning. Vid analys av respons vägs dessa samman för att hitta 

den kombination som är bäst. 

Smörjmedelsmängd 

Efter varje kombination som testades togs två prover med vardera fem provpinnar som sedan 

mättes mängden smörjmedel som var kvar på tråden efter dragning. Detta ger en viss en 

information om friktionen vid dragningen. För att mäta smörjmedelsmängden så klipptes 2x5 

provpinnar som sedan vägdes. Smörjmedlet löstes sedan upp i fosfatupplösare 13. Pinnar 

vägdes igen och pinnarna yta räknades ut. Smörjmedelsmängden anges i g/m2. Resultat finns i 

kapitel 6.1. 

Temperatur 

Vid passagen genom dragskivan så ökar temperaturen i tråden. Temperaturökningen bör inte 

vara för stor, därför bedöms temperaturen vara ett sätt att se om dragningen respektive 

smörjningen fungerar bra. Temperaturen mättes före och efter varje drag. Vid stabil process 

utfördes temperaturmätningarna enligt försöksplanen. För att få tillförlitliga värden vid 

mätningarna så mättes temperaturen före och efter dragskivan tre gånger sedan medelvärdet 

togs. Resultat finns i kapitel 6.3 

Brottgräns/sträckgräns 

Tre provpinnar togs även efter varje försök för att mäta brott- och sträckgräns. Tråden 

kommer visserligen härdas efter dragningen men brott- och sträckgräns bedömdes ändå vara 

en intressant respons. Dragproven utfördes på företaget laboratorium, för att bestämma 

trådens sträck och brottgräns. Provpinnarna riktades och klipptes till ca 450 mm. 

Dragprovmaskinen var automatiserad och kopplad till en dator med tillhörande program, 

genom att mata in trådens specifikation så beräknade programmet ut dess sträck- och 

brottgräns. Resultat finns i kapitel 6.2 

Dragskivemätning 

De dragskivorna som användes i faktorförsöket var slipade i Garphyttans egen dragskiveverkstad 

(2α=XXX°, D-sten). 

Dragskivor för alla dimension som skulle användas mättes upp. Dragskivemätaren var 

automatiserad och kopplad till en dator med tillhörande program. Dragskivornas specifikation 

stämde överens med mätvärdena med plus/minus 5 % tolerans, som var bestämd. 

Hårdhet 

Hårdheten i trådens tvärsnitt är en indikation på att hur tråden har bearbetats under dragningsprocessen, 

därför valdes hårdhetsmätning som en respons. Hårdheten mättes på yttre och inre 

delen av tråden enligt figur 5.1. För att få tillförlitliga värden gjordes mättningar i tre punkter 

på varje sidan av tråden varefter ett medelvärde räknades ut. 

Anledningen till denna mätprocedur beror på att tråden kröks under dragningen vilket 

resulterar i att det blir tryckspänningar på ena sidan av tråden och dragspänningar på den 

andra. Detta i sin tur kan leda till inhomogen deformation och således olika hårdheter vid 

dessa punkter. Ett medelvärde på sex mätpunkter gjordes även för mitten av tråden 



Figur 5.1: Tråden och intrycket av hårdhets mätning i trådens tvärsnitt. 

Studie av trådens yta i svepelektronmikroskåpet 

Prover studerades av svepelektronmikroskopet, sedan analyserades grundämnena med tillhörande 

datorprogram. I grundämnesanalysen ingick bara järn (Fe), resten bockades bort. 

Analys tiden bestämdes att vara 300 sekunder. Efter analysen bilderna exporterades till dator 

programmet Picsara 8.9 för mätning av andelen av trådens yta som var täckt av smörjmedel. 

[9] 

Data programmet Picsara 8.9 

På datorprogrammet Picsara 8.9 beräknades ytan genom att ställa in tröskelvärdena manuellt 

för varje prov. Risken för avvikelse under inställning av tröskelvärdena på grund av 

mänskliga faktorer bedöms vara cirka 5 %. 

För att se hur smörjmedelsförsörjningen har gått togs prover efter första och sista draget. Båda 

sidorna av provpinnarna studerades in i elektronmikroskopet, sedan mättes täckningsgraden 

av smörjmedel på ytan av tråden. Testerna visar ett tydligt mönster som tyder på skillnad på 

smörjmedelstäckningsgrad mellan första och sista draget. Eftersom mätning av smörjmedelstäckningsgrad 

tar ganska lång tid och kan betraktas som en flaskhals i produktionen, bilder 

togs också med stereomikroskop med 12× förstoring. Fördel med detta är att det går fortare 

och kan en snabb bedömning göras i brådskande situationer. Resultat finns i kapital bilaga 

9.4 



5.1.4 Fasta parametrar 

När ett faktorförsök skall utföras så måste de parametrar som inte skall varieras hållas 

konstanta under försöket. Dessutom bör endast en operatör användas under hela försöket. 

Några fasta parametrar som nivåer bestämts på var, tryckdragskiva och dragskivevinkel. 

Tryckdragskivan inte användes på första och sista draget. Se kapital 6.2.5 

Fasta parametrar: 

Dragskivevinkel 2α (XXX°). 

Tryckdragskiva. 

Dragserier 

Försöken utfördes på ett material som benämns OT-70SC. Utgångsdiametern var 5,90 mm 

och den drogs till 3,50 mm. Eftersom en av parametrarna var reduktion i första drag så fick 

två olika dragserier användas. När dragserierna togs fram så användes programmet PERENG. 

Vid försöken med användes dragskivevinkel (2α = XXX°) 

Tabell 5.3 Dragserie med X % reduktion i första draget 

Dragserie 

2α 

[°] 

Reduktion 

[%] 

∆-värde 

X = > X X X 1, 52 

X => X X X 1, 68 

X => X X X 2, 24 

X => X X X 2, 40 

X =>X X X 2, 57 

Tabell 5.4 Dragserie med X % reduktion i första draget 

Dragserie 

2α 

[°] 

Reduktion 

[%] 

∆-värde 

X => X X X 1, 68 

X => X X X 1, 88 

X => X X X 2, 11 

X => X X X 2, 11 

X => X X X 2, 57 

Operatör: Robert Erixon 

Försöksordning som användes finns i bilagor 9.1 



6 Resultat/Utvärdering 

6.1 Resultat av faktorförsök 

Under försöken mättes temperatur, provpinnar togs för dragprov, mätning av smörjmedelsmängd 

samt skanning av trådens yta. Se resultatet i tabell 6.1 och figur 6.1 

6.1.2 Smörjmedelsmängd 

Tabell 6.1: Smörjmedelsmängd som finns kvar på den dragna tråden. 

Försök 

1 

Smörjmedelsmängd efter sista 

draget [g/m2] 

Högsta värde 

[g/m2] 

3,93 

4,02 4,02 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

4,30 

4,16 4,30 

3,01 

3,46 3,46 

5,56 

5,09 5,56 

3,93 

3,95 3,95 

2,90 

2,70 2,90 

3,95 

4,15 4,15 

3,85 

3,62 3,85 

Kommentar 

Högsta värdet på grund av att kanske smörjmedelsmängden skalas av under provtagningen. 

Mängden av smörmedel som blir kvar på trådens yta efter sista draget (g/mm2) 

6 

5 

4 

(g/mm2) 

3 

2 

Högsta värde [g/m2] 

1 

0 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Försök 

Figur 6.1: Mängden smörjmedel som kvar på trådens yta efter sista draget 



6.1.3 Brottgräns/sträckgräns 

Resultatet av mätvärdena för brottgräns/sträckgräns efter dragning. Se tabell 6.2 och figur 6.2 

Tabell 6.2: Brott- och sträckgräns av dragen tråd. 

Försök 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

Rm efter Medelvärde 

Sista draget [N/mm 2 ] 

1399 

1414 

1404 

1398 

1410 

1415 

1410 

1405 

1401 

1397 

1394 

1385 

1400 

1404 

1402 

1402 

1401 

1409 

1406 

1407 

1410 

1412 

1409 

1405 

1396 

1391 1394 

Rp0, 2 efter Medelvärde 

sista [N/mm 2 ] [N/mm 2 ] 

1219 

1255 

1230 

1216 

1256 

1258 

1249 

1233 

1244 

1232 

1226 

1202 

1228 

1253 

1234 

1222 

1242 

1263 

1254 

1256 

1253 

1250 

1250 

1248 

1234 

1231 1233 

8 

1408 

1419 

1412 

1413 

1238 

1252 

1245 

1245 

Medelvärdet av brottgräns Rm och sträckgräns 0,2 efter sista draget 

1450 

1400 

1350 

(N7mm2) 

1300 

1250 

M edelvärde [N/mm2] 

M edelvärde [N/mm2] 

1200 

1150 

1100 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Försök 

Figur 6.2: Medelvärdet av brottgräns och sträckgräns efter sista draget 



6.1.4 Temperatur 

Mätvärdena som mättes under dragning av tråden, före och efter varje drag tre gånger och 

medelvärdena togs. Se tabell 6.3 och figur 6.3 

Tabell 6.3: Temperatur efter drag tre och färdigdrag [°C] 

Försök 

s 

F1 

°C 

M/ 

°C 

E1 

°C 

M/ 

°C 

F2 

°C 

M/ 

°C 

E2 

°C 

M/ 

°C 

F3 

°C 

M/ 

°C 

E3 

°C 

M/ 

°C 

F4 

°C 

M/ 

°C 

E4 

°C 

M/ 

°C 

F5 

°C 

M/ 

°C 

E5 

°C 

M/ 

°C 

1 

23 

23 

23 

23 

131 

135 

136 

134 

46 

44 

45 

45 

131 

133 

132 

132 

38 

37 

36 

37 

129 

131 

133 

131 

45 

41 

40 

42 

120 

121 

120 

120 

46 

44 

42 

44 

111 

115 

116 

11 

4 

2 

24 

24 

24 

24 

127 

133 

131 

134 

37 

35 

36 

36 

118 

121 

119 

119 

33 

32 

31 

32 

123 

121 

122 

122 

36 

34 

33 

34 

116 

118 

115 

116 

40 

35 

34 

38 

95 

100 

102 

99 

3 

23 

23 

23 

23 

115 

116 

120 

117 

42 

41 

42 

42 

135 

139 

141 

138 

40 

38 

36 

38 

105 

110 

111 

108 

36 

35 

34 

35 

107 

110 

111 

109 

37 

36 

35 

36 

90 

89 

91 

90 

4 

24 

24 

24 

24 

122 

128 

125 

125 

42 

37 

36 

45 

136 

137 

138 

137 

37 

35 

34 

35 

108 

111 

114 

111 

36 

32 

31 

33 

111 

113 

115 

113 

39 

37 

38 

38 

102 

106 

104 

10 

4 

5 

23 

23 

23 

23 

136 

138 

141 

138 

58 

57 

56 

57 

148 

151 

151 

150 

55 

51 

50 

52 

143 

14 

142 

143 

52 

53 

51 

52 

129 

133 

134 

132 

51 

49 

50 

50 

120 

124 

122 

12 

2 

6 

24 

24 

24 

24 

128 

129 

125 

127 

51 

50 

49 

50 

146 

148 

147 

147 

51 

48 

47 

49 

134 

135 

138 

136 

50 

50 

49 

50 

129 

130 

134 

131 

45 

50 

48 

48 

116 

115 

118 

11 

6 

7 

24 

24 

24 

24 

130 

133 

135 

133 

54 

52 

51 

52 

143 

148 

149 

146 

52 

48 

49 

50 

127 

128 

129 

128 

46 

45 

44 

45 

116 

123 

122 

120 

47 

45 

46 

46 

115 

116 

117 

11 

6 

8 

24 

24 

24 

24 

131 

129 

133 

131 

53 

51 

49 

51 

137 

147 

145 

143 

53 

52 

51 

52 

126 

129 

136 

127 

47 

46 

45 

46 

125 

127 

129 

127 

53 

51 

52 

52 

119 

120 

121 

12 

0 

Temperatur °C 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Temperatur efter sista draget 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Försök 

Temperatur 

Figur 6.3: Temperatur efter sista draget 

Före drag ett = F1 Medelvärdet = M 

Efter drag ett = E1 Totala medelvärdet = TM 



6.1.5 Smörjmedelstäckning 

Mätvärdena för smörjmedels täckningsgrad på trådens yta som beräknades i datorprogrammet 

piscara. Dess beräkningar visar andelen smörjmedel som har täckt trådens yta. Se tabell 6.4 

och figur 6.4 

Tabell 6.4: Mängden smörjmedel som täcker ytan av tråden. 

Försök 

1 

Efter drag ett 

[% A] 

Medelvärdet 

[% A] 

74 

86 80 

Efter sista 

draget [% A] 

Medelvärdet 

[% A] 

90 

92 91 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

82 

90 86 

90 

38 64 

87 

61 74 

90 

88 89 

84 

88 86 

51 

91 71 

71 

31 51 

91 

83 87 

91 

91 91 

69 

83 76 

92 

92 92 

88 

90 89 

92 

90 91 

79 

55 67 

Medelvärdet (%) 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Smörjmedelstäckningsgrad av trådensyta 

Efter första draget 

Efter sista draget 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Försök 

Figur 6.4: Smörjmedels täckningsgrad efter första och sista draget 



6.1.6 Hårdhetsmätning: 

Mätvärden för hårdhetsmätningar efter sista draget och medelvärdet av detta. Se Tabell 6.5 

och Figur 6.5 

Tabell 6.5: Hårdhetsmätning efter dragning 

Försök 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

Hårdhet i 

ytterdiametern D 

[HV] 

362 375 

370 389 

373 386 

398 386 

389 381 

386 384 

352 365 

249 386 

373 378 

357 350 

373 373 

378 375 

384 381 

395 378 

370 381 

374 389 

392 398 

331 395 

362 381 

365 381 

367 378 

333 375 

360 370 

378 367 

Medelvärdet 

[HV] 

376 

371 

350 

386 

381 

380 

372 

364 

Hårdhet i 

Kärnan 

d [HV] 

357 370 

375 381 

389 378 

373 271 

378 378 

357 373 

373 318 

373 329 

335 340 

365 378 

381 354 

360 352 

370 386 

367 360 

362 367 

386 389 

384 384 

384 373 

354 352 

365 367 

367 362 

365 362 

363 355 

351 361 

Medelvärdet 

[HV] 

d/D 

375 0,99 

354 0,95 

344 0,98 

365 0,94 

369 0,97 

384 1,01 

361 0,97 

360 0,99 

Hårdheten i trådens yttre-zon (D) och innre-zon (d) 

390 

380 

370 

Hårdhet [HV] 

360 

350 

Hårdheten i yttre-zon (D) 

Hårdheten i inre-zon (d) 

340 

330 

320 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Försök 

Figur 6.5: Hårdheten på trådens yttre och inre zon 



6.2 Arbetsblad 

Faktorer och mätvärdena för respons som ingick i flerfaktor försöket har sammanställs i en 

och samma tabell. Syftet med detta var att underlätta analysarbetet. På grund av begränsat 

utrymme tabellen 6.8 delades till två delar. Se förkortningar i tabell 6.6, 6.7 och 6.8 

Parametrar 

Förkortningen av parametrar, enheter och nivåer av detta som användes vid flerfaktorförsöket. 

Tabell 6.6: Parametrar och nivåer som används i faktorförsöket. 

Parametrar Förkortning Enhet Nivåer 

Smörjmedel S --- A och B 

Reduktion i första drag Re % X % och Y % 

Drag hastighet Dh --- m/s 

Respons 

Tabell 6.7: Respons och enheter som används i faktorförsöket 

Responsen 

Förkortning Enhet 

Smörjmedelsmängd Sm g/m 2 

Smörjmedelstäckning i första draget SmT1 % 

Smörjmedelstäckning i sista draget SmTs % 

Brottgräns Br N/mm 2 

Sträckgräns St N/mm 2 

Temperatur före varje drag Tf °C 

Temperatur efter varje drag Te °C 

Hårdhet i ytterdiametern Hy HV 

Hårdhet i kärnan Hk HV 



Tabell 6.8: Arbetsbladet visar försöksordning, nivåer på parametrarna i försöken och respons 

för försöken 

Försök S Vi Re Dh Sm Sm 

T1 

Sm 

TS 

Br St H 

k 

H 

Y 

1 A X X X 4,02 80 91 1404 1230 375 376 

2 B X X X 4,3 86 87 1410 1249 354 371 

3 A X X X 3,24 64 91 1394 1226 344 350 

4 B X X X 5,56 74 76 1402 1234 365 386 

5 A X X X 3,95 89 92 1406 1254 369 381 

6 B X X X 2,9 86 89 1409 1250 384 380 

7 A X X X 4,15 71 91 1394 1233 361 372 

8 B X X X 3,85 51 67 1413 1245 359 364 

Försök S Re Dh Tf Te Tf Te Tf Te Tf Te Tf Te 

1 1 2 2 3 3 4 

4 5 5 

1 A X X 23 134 45 132 37 131 42 120 44 114 

2 B X X 24 134 36 119 32 122 34 116 38 99 

3 A X X 23 117 42 138 38 108 35 109 36 90 

4 B X X 24 125 45 137 35 111 33 113 38 104 

5 A X X 23 138 57 150 52 143 52 132 50 122 

6 B X X 24 127 50 147 49 136 50 131 48 116 

7 A X X 24 133 52 146 50 128 45 120 46 116 

8 B X X 24 131 51 143 52 127 46 127 52 120 



6.3 Utvärderings metod 

Efter litteratur studie, flerfaktor försök, diskussioner med Professor Magnus Jarl och Tomas 

Berntsson kom fram till att respons smörjmedels täckningsgrad mätning (se kapital 6.1.5) och 

hårdhets mätning (se kapital 6.1.6) är mest lämpliga för utvärdering av dragnings process. 

6.4 Diskussioner 

Smörjmedels mätning har varit en klassisk sätt att bedöma hur tråden har smorts under 

dragningsprocessen. Efter studie av trådens yta i SEM. i flerfaktorförsöket visade det att det 

inte finns något samband mellan smörjmedelsmängd och smörjmedels täckningsgrad (se figur 

6.6). Exempelvis mängden smörjmedel i försök fyra är mer än försök två medan smörjmedels 

täckningsgrad är vice versa. Smörjmedlen kan täcka trådens yta ojämn (klumpvis) därav visa 

hög mängd använd smörjmedel trots att hela ytan inte är täckt. Om någon del av trådens yta 

uteblir av smörjningen, riskerar det skador utan tvekan. De flesta tror att tråden smörjs bättre i 

första draget eftersom i första draget bäraren bidrar till att mera smörjmedel följer med tråden. 

Men flerfaktorförsöket i examensarbetet visar lägre smörjmedels täckningsgrad i första 

draget, vilket innebär att mera smörjmedelsmängd på trådens yta nödvändigtvis inte tyder på 

att tråden smord bättre. Smörjningen har en central roll i dragningsprocessen därför bör 

studeras mer noggrann. För att avgöra om smörjningen har gått bra bör man studera jämn 

täckningen av trådens ytor anser jag. 

Huvudeffekter och samspelseffekter räknades och analyserades med paretodiagrammetoden. 

Beräkningar visar att samspeleffekten mellan reduktionen i första draget och draghastighet har 

största effekten på smörjmedelstäckningsgrad efter första draget (se fig. 8.7). Detta innebär att 

effekten är statistik signifikant och instämmer med teorin. Smörjmedelsort har största effekten 

på smörjmedelstäckningsgrad och smörjmedelsmängd efter sista draget och är statistik 

signifikant (se fig.8.8 och 8.9). Samspeleffekten för hårdhetskvoten mellan smörjmedelsort 

och draghastighet är störst och statistik signifikant (se fig. 8.10). Reduktion i första draget har 

största effekten på temperatur efter första draget och är statistik signifikant (se fig. 8.11). 

Smörjmedelsmängd och smörjmedelstäckningsgrad 

efter sista draget 

Smörjmedelstäckningsgr 

ad(%) 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

0 2 4 6 8 10 

Serie1 

Smörjmedelsmängd (g/m2) 

Figur 6.6: Smörjmedels täckningsgrad och smörjmedelsmängd 



6.5 Rekommendationer 

6.5.1 Rekommendationer för responsen smörjmedeltäcknings grad 

För att analysera smörjmedels täckningsgrad rekommenderas att medelvärdet av flera bilder 

exempelvis 5-10 beräknas istället för två bilder i försöket. Detta skulle minska risken för 

avvikelse och möjliga slumpmässiga fel. Analystiden i svepelektronmikroskåpet bestämdes i 

början att vara 300 sekunder vilket bedöms som en flaskhals. Minskad analystid till 60 

sekunder visade drygt 5 % lägre smörjmedelstäckningsgrad. Med denna bakgrund rekommenderas 

analystiden 60 sekunder. 

Det rekommenderas att förstoring av bilder anpassas efter trådens diameter men det får inte 

hamna på trådens krökta del. 

6.5.2 Rekommendationer för responsen hårdhets mätning 

För att få bättre resultat rekommenderas att antalet hårdhetsmätningar och lasten för mätning 

anpassas efter trådens diameter. 

6.6 Förslag för fortsatt arbete och förbättring 

Det är viktig och intressant att veta om utvärderingsmetoden presenterad i examensarbete ger 

utfall när det gäller inverkan av faktorer dragskivevinkel, bäring och smörjmedelsbärare i 

dragningsprocess. För att ta reda på detta föreslogs att de förutnämnda faktorerna studeras i 

examensarbetet med den utarbetade metoden. 



7 Referens 

1 . Enghag P, Trådteknik (upplaga 1999). 

2. Olausson M (1992), Statistisk Försöksplanering Faktorförsök 

3. Anderson M J & Whitcomb P J (2000), Practical Tools for Effective Experimentation 

1-122. 

4. Eriksson L & Johansson E & Kettaneh-Wold N & Wikström C & Wold S (2000), Design 

of Experiments. 

5. Jacobson S & Hogmark S (1996), Tribologi ”Friktion, Smörjning, Nötning”. 

6. Baarman M H & Fredriksson J T (1999), The influence of cooling conditions on the 

secondary scale in hot rolled low carbon steel wire rod, Scandinavian Journal of 

Metallurgy 28: 25-32. 

7. Persson L & Enghag P (dec 2000), Die geometry and its influence on wire quality, Wire 

Industry 797-799. 

8. Enghag P & Larsson R & Pettersson K, An investigation into the forces and 

friction in wire drawing, Wire Industry (maj 2001) 272-277. 

9. Sture hogmark, Staffan Jacobson och Åsa Kassman-Rudolphi, Svepelektronmikroskopi 

i praktik och teori sjunde omarbetade upplagan Uppsala i (oktober 1998) 

10. Godfrey H J & Richard J F & Sason A S, The benefits of using wiredrawingdies with 

smaller included angles and longer nibs, Wire Journal International (juni 2000)102-113. 

11. Trådseminariet vid Örebro universitet Institutionen för teknik 24-27 augusti 2004. 

Kompendium, komplettering till Per Enghags bok Trådteknik. 

12. Henrik Överstam, The Interdependence of Plastic Behaviour and Final Properties 

of Steel Wire, Analysed by the Finite Element Method. Författare: ISBN 91-7668- 

421-0 



8 Bilagor 

8.1 Försöksordning: 

Försök 1: 

A: Smörjmedelssort Α (-) 

B: Reduktion i första drag X % (-) 

C: Drag hastighet Xm/s (-) 

Försök 2: 

A: Smörjmedelssort Β (+) 



Försök 3: 


B: Reduktion i första drag: X %(+) 


Försök 4: 


B: Reduktion i första drag X %(+) 


Försök 5: 



C: Drag hastighet Xm/s (+) 

Försök 6: 




Försök 7: 


B: Reduktion i första drag X % (+) 


Försök 8: 


B: Reduktion i första drag X % (+) 


8.2 Provtagningsordning 

Temperatur: Före och efter varje drag, (Mäts vid försök). 

Bilder på täckning av smörjmedel: Efter första och sista draget, (En prov, två bilder 

per prov). 

Hårdhet: Efter sista draget, (En prov sex mätningar på kärnan och sex på ytterdiametern). 

Smörjmedelsmängd: Efter sista draget, [2 prov (5st 10cm st.)] 

Sträckgräns/brottgräns: Efter sista draget, (Tre prover 45 cm). 



8.3 Bilder på smörjmedels täckningsgrad 

Bilder som har studerat i Svepelektronmikroskopet och beräknats andel smörjmedel på 

trådens yta i datorprogrammet picsara 8.9. Med sidan ett menas den sidan av tråden mot 

kylblocket. 

Pro 

v 

Sidan ett efter första 

draget täckningsgrad 

(%) 

Sidan två efter första 


(%) 

Sidan ett efter sista 


(%) 

Sidan två efter sista 

draget täckningsgr 

1 

74 % 86 % 90 % 92 % 

2 

82 % 90 % 91 % 83 % 

3 

90 % 38 % 91 % 91 % 

4 

87 % 61 % 69 % 83 % 

Figur 8.1: Smörjmedelstäckningsgrad efter första och sista draget 



prov Sidan ett efter 

Första draget 

täckningsgrad (%) 

Sidan två efter första 

draget täckningsgrad (%) 

Sidan ett efter 

sista draget 

täckningsgrad (%) 

Sidan två efter 

sista draget täckning 

(%) 

5 

90 % 88 % 92 % 92 % 

6 

84 % 88 % 88 % 90 % 

7 

51 % 91 % 92 % 90 % 

8 

71 % 

31 % 79 % 55 % 

Figur 8.2: Smörjmedelstäckningsgrad efter första och sista draget 



8.4 Bilder av stereomikroskopet 

Bilder är tagna med stereomikroskopet för en preliminär bedömning. 

Figur 8.3: Bilder av stereomikroskopt med 12x förstoring prov ett efter första draget 

Figur 8.4: Bilder av stereomikroskopt med 12x förstoring prov ett efter sista draget 



Figur 8.5: Bilder av stereomikroskopt med 12x förstoring prov tre efter första draget 

Figur 8.6: Bilder av stereomikroskopt med 12x förstoring prov tre efter sista draget 



8.5 Statistisk försöksplanering 

Att planera och utföra försök på ett effektivt sätt är något som företag bör göra i mycket större 

omfattning än vad som görs idag. Kunskap om hur resurssnåla experiment utförs är ovärderlig 

och rätt utnyttjad leder den till att stora mängder tid och pengar kan sparas. Exempel på 

effektivt experimenterande är faktorförsök, där ett antal parametrar eller faktorer varieras 

samtidigt. Motsatsen är de försök där en faktor i taget varieras. Dessa försök är oftast 

ineffektiva och kan även leda till att viktiga jämförelser inte kan göras på ett korrekt sätt [7]. 

Statistisk försöksplanering är en mycket generell metod, som kan användas inom alla 

områden där mätningar över huvud taget kan göras. För exempelvis en konstruktör är 

metoden ett bra hjälpmedel för att på kort tid nå den bästa lösningen. Försöksplanering är 

också ett effektivt hjälpmedel vid problemlösning, t ex för att analysera variationer i 

processer. Ytterligare användningsområden kan vara i samband med optimering av processer 

samt för att ge underlag till statistisk processtyrning. Statistisk försöksplanering är ett stort 

område, som i sig innefattar många delområden. För industriella tillämpningar avses oftast 

den del av området som kallas faktorförsök. 

Det finns inga restriktioner vad beträffar de områden som försöksplanering kan användas 

inom. Exempel på områden där statistisk försöksplanering kan användas är: 

Produktframtagning 

Forskning och utveckling 

Konstruktion 

Optimering 

Prototyptestning 

Val av maskiner och råmaterial 

Installation av ny utrustning 

Problemlösning 

Processberedning 

Speciellt kraftfull blir metoden då den används i de tidiga stadierna i produktframtagningen. 

För ett företag som vill ”göra rätt från början” är statistisk försöksplanering ett ovärderligt 

hjälpmedel 

8.5.1 Analys 

Så här långt har analysen och tolkningen av ett faktorförsök endast behandlats ytligt. När 

huvudeffekter och samspelseffekter har beräknats har vi bara sett om en effekt är stor, en 

annan mindre och en tredje ännu mindre osv. Detta är dock inte tillfredsställande. Effekter 

och samspel måste analyseras på ett ”bättre” sätt för att giltiga slutsatser skall kunna dras. Att 

en effekt är störst behöver inte nödvändigtvis betyda att den är betydelsefull för det problem 

som studeras. Det är vid analys av ett faktorförsök nödvändigt att använda kunskap om 

processen och sunt förnuft. 

Om en effekt är stor, i förhållande till processens naturliga spridning, brukar effekten kallas 

statistiskt signifikant. Det betyder att det sannolikt är någonting annat än slumpen som har 

orsakat effekten. Att en effekt är statistiskt signifikant innebär inte automatiskt att den är 

praktiskt signifikant, dvs har något praktiskt värde för det problem som studeras. Det är 

viktigt att skilja på statistisk och praktisk signifikans. Båda bör dock ligga till grund för de 

slutsatser som dras från försöket. 



8.5.2 Arbetsblad 

Arbetsblad för fullständigt faktorförsök med 3 faktorer, (2 3 ) 

Titel: Smörjmedelstäckningsgrad (%) efter första draget 

Resultat variabel (y): täckningsgrad (%) 

Faktorer: 

A: Smörjmedelssort 

B: Reduktion i första draget 

C: Drag hastighet 

Huvudeffekterna: 

86 + 74 + 86 + 51 

L A = 

4 

64 + 74 + 71+ 

51 

L B = 

4 

89 + 86 + 71+ 

51 

L C = 

4 

- 

- 

- 

80 + 64 + 89 + 71 

= -1, 75 

4 

80 + 86 + 89 + 86 

= -20,25 

4 

80 + 86 + 64 + 74 

= -1, 75 

4 

För att enkelt kunna räkna ut tre faktorsamspel så kan följande matris ritas upp. 

Tabell 8.1 huvudeffekt och samspeleffekts beräkningar av smörjmedelstäckningsgrad efter 

första draget. 

Försök nr M A B C AB AC BC ABC Resultat (%) 

1 + - - - + + + - 80 

2 + + - - - - + + 86 

3 + - + - - + - + 64 

4 + + + - + - - - 74 

5 + - - + + - - + 89 

6 + + - + - + - - 86 

7 + - + + - - + - 71 

8 + + + + + + + + 51 

∑ y 601 297 260 297 294 281 288 290 

∑ y 

+ 

- 

+ 

∑ y _ 0 304 341 304 307 320 313 311 

∑ y _ 601 -7 -81 -7 -13 -39 -25 -21 

Nämnare 8 4 4 4 4 4 4 4 

Effekt 75,125 -1, 75 -20, 25 -1, 75 -3, 25 -9, 75 -6, 25 -5, 25 



Samspeleffekterna beräknas sedan på samma sätt. 

80 + 74 + 89 + 51 86 + 64 + 86 + 71 

L AB = - 

= - 3, 25 

4 

4 

80 + 64 + 86 + 51 86 + 74 + 89 + 71 

L AC = - 

= - 9, 75 

4 

4 

80 + 86 + 71+ 

51 64 + 74 + 89 + 86 

L BC = - 

= - 6, 25 

4 

4 

86 + 64 + 89 + 51 80 + 74 + 86 + 71 

L ABC = - 

= - 5, 25 

4 

4 

25 

20 

Huvudeffekter 

15 

10 

Serie1 

5 

0 

B AC BC ABC AB A C 

Fig. 8.7. Paretodiagram över effekterna av smörjmedelstäckningsgrad efter första draget. 

Huvudeffekt beräkningar visar att samspelet mellan reduktion i första draget och 

draghastighet har största effekten på smörjmedelstäckningsgrad efter första draget respektive 

smörjmedelsort och draghastighet lägsta effekten. 

Vilket tecken effekterna har bortses ifrån. Höjden på stapeln är det viktiga. 




Titel: Smörjmedelstäckningsgrad (%) efter sista draget 

Resultat variabel (y): täckningsgrad (%) 

Faktorer: 





87 + 76 + 89 + 67 91 + 91+ 

92 + 91 

L A = - 

= - 11, 5 

4 

4 

91 + 76 + 91+ 

67 91 + 87 + 92 + 89 

L B = - 

= - 8, 5 

4 

4 

91 + 87 + 91+ 

76 92 + 89 + 91+ 

67 

L C = - 

= - 1, 5 

4 

4 

Tabell 8.2 huvudeffekt och samspeleffekts beräkningar av smörjmedelstäckningsgrad efter 

sista draget. 

Försök nr M A B C AB AC BC ABC Resultat (%) 

1 + - - - + + + - 91 

2 + + - - - - + + 87 

3 + - + - - + - + 91 

4 + + + - + - - - 76 

5 + - - + + - - + 92 

6 + + - + - + - - 89 

7 + - + + - - + - 91 

8 + + + + + + + + 67 

∑ y 684 319 325 339 326 338 336 337 

+ 

∑ y _ 0 365 359 345 358 346 348 347 

∑ y 

+ 

- 

∑ y _ 684 -46 -34 -6 -32 -8 -12 -10 

Nämnare 8 4 4 4 4 4 4 4 

Effekt 85, 5 -11, 5 -8, 5 -1, 5 -8 -2 -3 -2, 5 




91 + 76 + 92 + 67 87 + 91+ 

89 + 91 

L AB = - 

= - 8 

4 

4 

91 + 91+ 

89 + 67 87 + 76 + 92 + 91 

L AC = - 

= - 2 

4 

4 

91 + 87 + 91+ 

67 91 + 76 + 92 + 89 

L BC = - 

= - 3 

4 

4 

87 + 91+ 

92 + 67 91 + 76 + 89 + 91 

L ABC = - 

= - 2, 5 

4 

4 

Huvudeffekter 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

A B AB BC ABC AC C 

Serie1 

Fig. 8.8. Paretodiagram över effekterna av smörjmedel som täcker trådens yta efter sista 

draget. 

Enligt Fig.8.8 Smörjmedelssort har största effekten på smörjmedelstäckningsgrad efter sista 

draget. 




Titel: Smörjmedelsmängd (g/mm 2 ) 

Resultat: Mängden smörjmedel som kvar på trådens yta efter sista draget 

Faktorer: 





4 ,30 + 5,56 + 2,90 + 3,85 4 ,02 + 3,46 + 3,95 + 4,15 

L A = - 

= 0,26 

4 

4 

3 ,46 + 5,56 + 4,15 + 3,85 4 ,02 + 4,30 + 3,95 + 2,90 

L B = - 

= 0,46 

4 

4 

3 ,95 + 2,90 + 4,15 + 3,85 4 ,02 + 4,30 + 3,46 + 5,56 

L C = - 

= - 0,62 

4 

4 

Tabell 8.3 huvudeffekt och samspeleffekts beräkningar av smörjmedelsmängd efter sista 

draget. 

Försök nr M A B C AB AC BC ABC Resultat 

1 + - - - + + + - 4,02 

2 + + - - - - + + 4,30 

3 + - + - - + - + 3,46 

4 + + + - + - - - 5,56 

5 + - - + + - - + 3,95 

6 + + - + - + - - 2,90 

7 + - + + - - + - 4,15 

8 + + + + + + + + 3,85 

∑ y 

+ 

∑ y _ 

∑ y 

+ 

- 

∑ y _ 

32,19 16,61 17,02 14,85 17,38 14,23 16,32 15,56 

15,58 15,17 17,34 14,81 17,96 15,87 16,63 

1,03 1,85 - 2,49 2,57 - 3,73 0,45 - 1,07 

Nämnare 8 4 4 4 4 4 4 4 

Effekt 

0,26 0,46 - 0,62 0,64 - 0,93 0,11 - 0,27 




4 ,02 + 5,56 + 3,95 + 3,85 4 ,30 + 3,46 + 2,90 + 4,15 

L AB = - 

= 0,64 

4 

4 

4 ,02 + 3,46 + 2,90 + 3,85 4 ,30 + 5,56 + 3,95 + 4,15 

L AC = - 

= - 0,93 

4 

4 

4 ,02 + 4,30 + 4,15 + 3,85 3 ,46 + 5,56 + 3,95 + 2,90 

L BC = - 

= 0,11 

4 

4 

4 ,30 + 3,46 + 3,95 + 3,85 4 ,02 + 5,56 + 2,90 + 3,85 

L ABC = - 

= - 0,27 

4 

4 

Huvudeffekter 

1 

0,9 

0,8 

0,7 

0,6 

0,5 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

0 

AC AB C B ABC A BC 

Serie1 

Fig.8.9 Paretodiagram över effekterna av mängden smörjmedel efter sista draget 

Enligt Fig.8.9 samspeleffekterna mellan smörjmedelssort och draghastighet har största 

effekten i mängden smörjmedel som kvar på trådens yta efter sista draget. 




Titel: Hårdhet (HV) 

Resultat: Kvoten av hårdhet 

Faktorer: 





0 ,95 + 0,94 + 1,01 + 0,99 0 ,99 + 0,98 + 0,97 + 0,97 

L A = - 

= - 0,02 

4 

4 

0 ,98 + 0,94 + 0,97 + 0,99 0 ,99 + 0,95 + 0,97 + 1,01 

L B = - 

= - 0,04 

4 

4 

0 ,97 + 1,01 + 0,97 + 0,99 0 ,99 + 0,95 + 0,98 + 0,94 

L C = - 

= 0,08 

4 

4 

Tabell 8.4 huvudeffekt och samspeleffekts beräkningar av hårdhetskvoten på trådens tvärsnitt 

efter sista draget. 


1 + - - - + + + - 0,99 

2 + + - - - - + + 0,95 

3 + - + - - + - + 0,98 

4 + + + - + - - - 0,94 

5 + - - + + - - + 0,97 

6 + + - + - + - - 1,01 

7 + - + + - - + - 0,97 

8 + + + + + + + + 0,99 

∑ y 

+ 

∑ y _ 

∑ y 

+ 

- 

∑ y _ 

Nämnare 

Effekt 

7,80 3,89 3,88 3,94 3,89 3,97 3,90 3,89 

3,91 3,92 3,86 3,91 3,83 3,90 3,91 

- 0,02 - 0,04 0,08 - 0,02 0,14 0 - 0,02 

8 4 4 4 4 4 4 4 

0,98 - 0,005 - 0,01 0,02 - 0,005 0,035 0 - 0,005 




, 99 + 0,94 + 0,97 + 0,99 0 ,95 + 0,98 + 1,01 + 0,97 

L AB = - 

= - 0,02 

4 

4 

0 ,99 + 0,98 + 1,01 + 0,99 0 ,95 + 0,94 + 0,97 + 0,97 

L AC = - 

= 0,14 

4 

4 

0 ,99 + 0,95 + 0,97 + 0,99 0 ,98 + 0,94 + 0,97 + 1,01 

L BC = - 

= 0 

4 

4 

0 ,95 + 0,98 + 0,97 + 0,99 0 ,99 + 0,94 + 1,01 + 0,97 

L ABC = - 

= - 0,02 

4 

4 

Huvudeffekter 

0,16 

0,14 

0,12 

0,1 

0,08 

0,06 

0,04 

0,02 

0 

AC C B AC AB ABC 

Serie1 

Fig.8.10 Paretodiagram över effekterna av hårdhetskvoten efter sista draget 

Figur 8.10 visar att samspeleffekten mellan smörjmedelsort och draghastighet är störst. 




Titel: Temperatur 

Resultat: Temperatur efter första draget 

Faktorer: 





134 + 125 + 127 + 131 

L A = 

4 

117 + 125 + 133 + 131 

L B = 

4 

138 + 127 + 133 + 131 

L C = 

4 

- 

- 

- 

134 + 117 + 138 + 133 

= - 1, 25 

4 

134 + 134 + 138 + 127 

= - 6, 75 

4 

134 + 134 + 117 + 125 

= 4, 75 

4 

Tabell 8.5 huvudeffekt och samspeleffekts beräkningar av temperatur efter första draget. 


1 + - - - + + + - 134 

2 + + - - - - + + 134 

3 + - + - - + - + 117 

4 + + + - + - - - 125 

5 + - - + + - - + 138 

6 + + - + - + - - 127 

7 + - + + - - + - 133 

8 + + + + + + + + 131 

∑ y 

+ 

1039 517 506 529 528 509 532 520 

∑ y _ 

∑ y 

+ 

- 

∑ y _ 

Nämnare 

Effekt 

0 522 533 510 511 530 507 519 

- 5 - 27 19 17 - 21 25 1 

8 4 4 4 4 4 4 4 

- 1, 25 - 6,75 4, 75 4, 25 -5, 25 6,25 0,25 




134 + 125 + 138 + 131 134 + 117 + 127 + 133 

L AB = - 

4 

4 

134 + 117 + 127 + 131 134 + 125 + 138 + 133 

L AC = - 

4 

4 

134 + 134 + 133 + 131 117 + 125 + 138 + 127 

L BC = - 

4 

4 

134 + 117 + 138 + 131 134 + 125 + 127 + 133 

L ABC = - 

4 

4 

= 4, 25 

= - 5, 25 

= 6, 25 

= 0, 25 

Huvudeffekter 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

B BC AC C AB A ABC 

Serie1 

Fig.8.11 Paretodiagram över effekterna av temperatur första draget. 

Figur 8.11 visar att reduktion i första draget har haft största effekten på temperaturen efter 

första draget.

En studie av standardiserad utvÃ¤rderingsmetod ... - Ãrebro universitet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

En studie av standardiserad utvÃ¤rderingsmetod ... - Ãrebro universitet