Un alambre de 0.025 mm de diámetro tiene 25 micrómetros de ancho. Es más delgado que un cabello humano y está por debajo del tamaño más pequeño que la mayoría de los catálogos de alambre de níquel listan. Cuando el tamaño se explica por la flexibilidad del níquel, el número se ha tratado como una curiosidad y no como una especificación.
El número cambia cuatro cosas a la vez. Cambia la cantidad que representa un kilogramo, cambia el número de operaciones necesarias para alcanzarlo, cambia lo que significa una tolerancia de un micrómetro y cambia contra qué documento se debe comprar el alambre. Cada una de esas es aritmética, y la aritmética vale la pena hacerla antes de la consulta.
A 0.025 mm, un kilogramo de níquel son aproximadamente 229 kilómetros de alambre, y transporta aproximadamente 18 metros cuadrados de superficie. El mismo kilogramo a 0.50 mm son aproximadamente 573 metros y aproximadamente 0.9 metros cuadrados de superficie. La masa es idéntica en ambos casos, y casi nada más lo es.
| Diámetro | Longitud por kilogramo | Superficie por kilogramo | Superficie relativa a 0.025 mm |
|---|---|---|---|
| 0.50 mm | 573 m | 0.9 m² | Un veinteavo |
| 0.10 mm | 14.3 km | 4.5 m² | Un quinto |
| 0.050 mm | 57.2 km | 9.0 m² | La mitad |
| 0.025 mm | 229 km | 18.0 m² | Referencia |
Dos consecuencias se derivan de esa tabla, y ambas son prácticas. La primera es que un pedido de un kilogramo a 25 micrómetros es una carrera larga de alambre, por lo que la unidad que importa en el taller es la bobina y su longitud y no el peso. La segunda es que la superficie ya no es pequeña en comparación con el volumen. El óxido, el residuo de lubricante y la humedad adsorbida se asientan en una parte mucho mayor del metal de lo que lo harían a medio milímetro, razón por la cual la condición de la superficie se convierte en un elemento de especificación a diámetros finos y un detalle de limpieza a diámetros gruesos.
El alambre no se extruye a medida. Se tira a través de una secuencia de matrices, cada una de las cuales reduce la sección transversal, y la reducción es geométrica: una relación de diámetro de 320 a 1 desde una varilla de 8 mm es una relación de área de aproximadamente 102.000 a 1.
A una reducción de trabajo del 20 % en área por pasada, esa relación necesita unas 52 pasadas. El mismo cálculo desglosado en intervalos muestra cómo las últimas pasadas hacen muy poco al diámetro y mucho al riesgo.
| Número de pasada | Diámetro después de la pasada | Reducción de área ya tomada |
|---|---|---|
| Inicio | 8.000 mm | Ninguna |
| 10 | 2.62 mm | Aproximadamente 89 % |
| 20 | 0.86 mm | Aproximadamente 99 % |
| 30 | 0.28 mm | Aproximadamente 99.9 % |
| 40 | 0.092 mm | Aproximadamente 99.99 % |
| 50 | 0.030 mm | Aproximadamente 99.999 % |
| 52 | 0.024 mm | Objetivo |
La tabla es un modelo aritmético y no un programa de producción, porque una ruta real inserta recocidos intermedios, cambia la reducción por pasada a medida que el alambre se endurece por trabajo, y termina con una matriz seleccionada para el tamaño final. Lo que muestra el modelo es la forma del problema: para la pasada 40, el alambre ya es más delgado que 0.1 mm, y las doce pasadas restantes tienen que eliminar los últimos 0.067 mm de diámetro sin romper un alambre que ahora es demasiado fino para verlo claramente a la distancia del brazo.
Aquí es donde una explicación basada en la flexibilidad falla. La ductilidad es necesaria y no es suficiente. El níquel es cúbico centrado en las caras y se estira bien, razón por la cual la ruta existe en absoluto, pero el límite a 25 micrómetros lo establecen el desgaste de la matriz, el control de tensión, la lubricación en la entrada de la matriz y la frecuencia de roturas. Una rotura en la pasada 45 desecha la longitud detrás de ella, y el costo de ese desecho lo asumen los metros que sobreviven.
La tolerancia se cotiza normalmente como una fracción del tamaño, y ese hábito oculta lo que sucede a diámetros finos. Un error de un micrómetro es el 0.2 % de un alambre de 0.50 mm y el 4 % de un alambre de 0.025 mm.
| Diámetro | Un micrómetro como parte del diámetro |
|---|---|
| 0.50 mm | 0.2 % |
| 0.10 mm | 1 % |
| 0.050 mm | 2 % |
| 0.025 mm | 4 % |
Por lo tanto, una indicación de diámetro de más o menos 0.002 mm en un alambre de 0.025 mm es una indicación de más o menos 8 %, y es una clase de compra diferente a la misma indicación escrita en un alambre de 0.5 mm. También es la razón por la que se debe nombrar el método de medición. Un micrómetro sostenido a mano mide la dimensión más grande a través de una sección ovalada, y un medidor láser mide una sombra. En un alambre tan fino, los dos métodos pueden diferir en el borde de la banda de tolerancia, y la discrepancia no es un problema de calibración.
Una cotización que indica 99.98 % de pureza ha dado una resta, y el número que importa es lo que queda.
| Pureza indicada | Impureza total permitida | Lo que la cifra suele significar |
|---|---|---|
| 99.98 % | 200 ppm | Un valor de certificado para un calor específico, no un nombre de grado |
| 99.9 % | 1.000 ppm | El nivel asociado con los grados de mayor pureza |
| 99.5 % | 5.000 ppm | El nivel asociado con los grados comerciales generales |
| 99.0 % | 10.000 ppm | El límite inferior nombrado en las especificaciones de níquel trabajado |
A diámetros gruesos, la diferencia entre 200 ppm y 5.000 ppm es una cuestión metalúrgica sobre conductividad, ductilidad y comportamiento en servicio cáustico. A 25 micrómetros, también se convierte en una cuestión de estirado, porque las inclusiones y las partículas de segunda fase que un alambre de 2 mm pasa sin notar se asientan en una sección transversal mucho menor, y una partícula en el lugar equivocado inicia una rotura. La designación del grado más el certificado para el calor es la forma de comprar esto. Un porcentaje escrito en una consulta no lo es, porque ningún inspector puede aceptar o rechazar una bobina contra una cifra que no está ligada a un límite.
El níquel a menudo se describe como un favorito en el campo industrial y en el financiero, y la mitad útil de esa descripción vale la pena separarla. El níquel es un metal negociado en bolsa, por lo que su precio se mueve con noticias que no tienen nada que ver con un banco de estirado. El alambre no es un instrumento financiero. Su precio es el contenido de metal más un costo de conversión, y el costo de conversión es la parte que crece a medida que el diámetro cae, porque el número de pasadas, el número de recocidos y el número de roturas crecen con él.
Esa división explica un patrón que los compradores encuentran cada año. Cuando la cotización del níquel se mueve, todos los tamaños de alambre se mueven con ella, y el movimiento es aproximadamente proporcional al contenido de metal. Cuando los costos de energía, mano de obra o matriz se mueven, los tamaños finos se mueven más que los gruesos, porque el tamaño fino tiene más conversión y menos metal por kilogramo.
El níquel a menudo se describe como el quinto elemento más común en la Tierra y como un metal formado en la corteza y el núcleo. Las dos mitades de esa oración no pertenecen juntas, y la corrección vale la pena hacerla porque los compradores la repiten.
El níquel es aproximadamente el quinto elemento más abundante en la Tierra en su conjunto, después del hierro, el oxígeno, el silicio y el magnesio, y se concentra en el núcleo porque es siderófilo. En la corteza continental, que es el reservorio que la oración describe realmente, el níquel se encuentra a unas 84 partes por millón, lo que lo sitúa alrededor del vigésimo tercer elemento más abundante, por debajo del circonio y por encima del zinc. El metal que llega a un banco de estirado proviene de la corteza, y en la corteza no es abundante en absoluto.
Otra descripción necesita ser retirada. A menudo se dice que el níquel tiene una estructura cúbica. El níquel es cúbico centrado en las caras, y el calificador es el punto clave, porque la familia cúbica incluye estructuras con un comportamiento de deslizamiento muy diferente. La ductilidad que hace posible el estirado fino proviene de la disposición centrada en las caras, no de la palabra cúbica.
Seis elementos llevan la especificación a este diámetro, y el primero es el que se escribe con más frecuencia de forma incorrecta.
| Artículo | Por qué importa a 0.025 mm |
|---|---|
| Un estándar de alambre, no un estándar de barra | La especificación de barra de níquel trabajado se detiene en barra y varilla, por lo que un pedido de compra que la cita no cubre alambre |
| Designación del grado | El grado lleva los límites de carbono e impurezas que el porcentaje en un catálogo no tiene |
| Diámetro con tolerancia y método de medición | Un micrómetro es el 4 % del diámetro, por lo que el método decide si la bobina pasa |
| Temple y valores mecánicos | El alambre recocido y el alambre estirado en frío del mismo diámetro difieren en un factor de dos en resistencia |
| Peso de la bobina y recorrido | Un kilogramo son 229 km, por lo que la bobina decide si el alambre se puede usar en absoluto |
| Condición de la superficie y embalaje | La superficie es grande en relación con el metal a este tamaño, y los daños en tránsito no se pueden estirar |
El artículo del temple es el que sorprende a los compradores. El alambre recocido de esta familia es lo suficientemente blando como para tejerlo y doblarlo sobre sí mismo, y el alambre estirado en frío del mismo diámetro puede ser varias veces más resistente con una pequeña fracción de la elongación. Ambos son productos correctos. No son intercambiables, y un dibujo que solo nombra el diámetro ha dejado la elección al molino.
DLX estira alambre de níquel en Changzhou, Jiangsu, y lo suministra en bobinas y rollos desde tamaños finos hacia arriba, en condición recocida o estirada en frío, con el diámetro, el temple y el peso de la bobina acordados antes de liberar el pedido. Los mismos trabajos cubren las aleaciones de níquel en barra, tira y tubo donde la pieza cambia de forma después de tejerla o formarla.
Dos preguntas resuelven la mayoría de las consultas a este diámetro. La primera es qué tiene que soportar el alambre después de salir de la bobina, porque el tejido, el tricotado y el encabezado en frío requieren diferentes temple. La segunda es cómo se medirá el diámetro a la llegada, porque a 25 micrómetros el método es parte de la tolerancia.
Aproximadamente 229 kilómetros, con una superficie de aproximadamente 18 metros cuadrados. El mismo kilogramo a 0.50 mm son aproximadamente 573 metros y 0.9 metros cuadrados. A este diámetro, la bobina y su longitud son una unidad más útil que el peso, por lo que el peso de la bobina debe figurar en el pedido.
No. Es un valor de certificado para un calor particular que deja 200 ppm de todo lo demás. Las especificaciones se escriben contra una designación de grado, que tiene límites para cada elemento, y el certificado informa el análisis del calor contra esos límites. Solicite el grado y la composición en el documento de inspección.
A 25 micrómetros, las causas son el desgaste de la matriz, el control de tensión, la lubricación en la entrada de la matriz y las inclusiones en el metal. Una partícula que un alambre grueso pasa sin notar ocupa una parte mucho mayor de una sección transversal pequeña. La rotura en sí es el evento visible, y la causa suele ser dos o tres pasadas anteriores.
Depende del método de medición tanto como del molino. En un alambre de 0.025 mm, un micrómetro es el 4 % del diámetro, por lo que una indicación de más o menos 0.002 mm es una indicación de más o menos 8 %. Nombre el instrumento y el muestreo en la especificación, porque un micrómetro manual y un medidor láser pueden diferir en el borde de la banda.
Un estándar de alambre. La especificación de barra de níquel trabajado cubre barra y varilla y se detiene ahí, por lo que un pedido de compra que la cita no cubre alambre. El alambre se cotiza según los documentos de alambre, que tienen sus propias tolerancias de diámetro, temple y reglas de embalaje.
En la Tierra en su conjunto, es aproximadamente el quinto, después del hierro, el oxígeno, el silicio y el magnesio, y la mayor parte se encuentra en el núcleo. En la corteza continental, son aproximadamente 84 partes por millón, lo que lo convierte aproximadamente en el vigésimo tercer elemento más abundante. El metal en la cadena de suministro proviene de la corteza.
Veinticinco micrómetros es una especificación y no una curiosidad. Convierte un kilogramo en 229 kilómetros y 18 metros cuadrados de superficie, requiere unas cincuenta pasadas de estirado desde una varilla de 8 mm, y hace que un solo micrómetro sea igual al 4 % del diámetro. Cada uno de ellos es aritmético, y cada uno cambia lo que debe escribirse en el pedido.
La explicación habitual de un tamaño como este apunta a la flexibilidad del níquel. La ductilidad es la razón por la que existe una ruta de estirado, y el límite a este diámetro lo establecen el desgaste de la matriz, la tensión, la lubricación y las inclusiones. Esas son condiciones de proceso, y son la razón por la que el alambre fino se compra con una especificación que nombra un grado, un temple, un método de medición y una bobina.
ASTM B160, especificación estándar para barra y varilla de níquel, por el alcance que se detiene en barra y varilla y, por lo tanto, no cubre alambre.
DIN 17753, alambre de níquel trabajado, condiciones de entrega, para las tolerancias, temple y embalaje específicos del alambre.
ISO 9724, alambre de níquel y aleaciones de níquel, para el documento internacional de alambre utilizado junto con el europeo.
CRC Handbook of Chemistry and Physics, abundancia de elementos en la corteza terrestre, para la cifra de aproximadamente 84 partes por millón para el níquel y su posición en la secuencia de la corteza.
Datos de referencia geoquímica para la composición total de la Tierra, para el orden de abundancia en la Tierra total, donde el níquel ocupa el quinto lugar, detrás del hierro, el oxígeno, el silicio y el magnesio.
Constantes físicas para el níquel, para la densidad de 8.908 g/cm³ utilizada en los cálculos de longitud y superficie, y para la estructura cúbica centrada en las caras.
Documentación del contrato de níquel de la Bolsa de Metales de Londres, para el estado de metal negociado en bolsa distinto del alambre.
Las cifras de longitud, superficie, número de pasada y participación en la tolerancia en esta página se calculan a partir del diámetro indicado y la densidad del níquel. Son ilustraciones aritméticas y no un programa de producción, ya que una ruta de producción inserta recocidos intermedios y varía la reducción por pasada. Las cifras de pureza son restas del porcentaje indicado y no límites de grado, que se establecen elemento por elemento en la especificación. Las cifras de abundancia describen la corteza continental o la Tierra en su conjunto según lo indicado, y los dos reservorios difieren en órdenes de magnitud. Los estándares se revisan, y la edición nombrada en el pedido de compra rige. Nada de esto es un sustituto de una liberación de ingeniería o de la inspección acordada entre comprador y proveedor.