Die Einsätze sind unkompliziert. Verzinkter Draht trägt eine Zinkbeschichtung, die während des Reduktionsprozesses intakt bleiben muss. Herkömmliche Matrizen, die für blanken Stahl optimiert sind, streifen oder verschmieren häufig die Zinkschicht, was zu ungleichmäßiger Beschichtungsdicke und vorzeitigem Matrizenverschleiß führt. Moderne verzinkte Drahtziehmatrizen lösen dieses Problem mit konstruierten Eintrittswinkeln und verlängerten Lagerlängen, die die Reibung in der Kontaktzone minimieren. Die Arbeitskegelgeometrie, typischerweise 10–12° für verzinkte Anwendungen, reduziert den Spitzendruck auf der Zinkoberfläche, sodass sich die Beschichtung plastisch verformen kann, anstatt abzuplatzen. Ein Werk im Mittleren Westen der USA meldete eine 40-prozentige Verlängerung der Werkzeuglebensdauer nach der Umstellung auf spezielle verzinkte Werkzeuge, wobei die Bruchrate von 2,3 % auf 0,7 % sank.
Aber verzinkte Matrizen funktionieren nicht isoliert. Für feinere Stärken und Speziallegierungen bleiben Drahtziehmatrizen aus Naturdiamant unersetzlich. Ihre einkristalline Struktur liefert unübertroffene Oberflächengüten – Ra-Werte unter 0,05 µm –, die für medizinische Führungsdrähte und Steuerkabel für die Luft- und Raumfahrt unerlässlich sind. Der Haken? Natürliche Diamanten sind rar und kostspielig, sodass sie nur in hochwertigen Auflagen in geringen Stückzahlen hergestellt werden können.
Den Mittelweg haben Drahtziehsteine aus polykristallinem Diamant (PKD) geschaffen. Synthetisch hergestellt und bruchfester als Natursteine, dominieren PKD-Matrizen beim Kupfer-, Aluminium- und Standardstahlziehen. Ihre gleichmäßige Kornstruktur hält Hochgeschwindigkeitsvorgängen von bis zu 30 m/s stand und macht sie zum Arbeitspferd der Massendrahtproduktion. Wenn jedoch Zink ins Spiel kommt, kann die Wärmeleitfähigkeit von PKD dagegen wirken – die durch die Reibung am Matrizenhals erzeugte Wärme beschleunigt den Bindemittelabbau und verkürzt die Wartungsintervalle.
Aus diesem Grund greift man im Bereich des verzinkten Drahtziehens zunehmend auf Hartmetalleinsätze mit diamantpolierten Profilen oder Hybridkonstruktionen zurück, die einen PKD-Kern mit einer galvanisch verträglichen Beschichtung kombinieren. Diese Matrizen verfügen über optimierte Kühlkanäle und spezielle Schmierstoffzufuhröffnungen, die einen gleichmäßigen Film zwischen der Zinkoberfläche und der Matrizenwand aufrechterhalten. Felddaten zeigen, dass die Verwendung einer speziell für verzinkten Draht profilierten Matrize – anstelle einer generischen PKD- oder Naturdiamant-Matrize – die Zinkstaubentwicklung um über 60 % reduziert und die nachgelagerten Reinigungskosten erheblich senkt.
Die Erkenntnis ist nicht, dass ein Matrizentyp alle anderen übertrifft, sondern dass die Abstimmung des Matrizenmaterials und der Geometrie auf die exakte Drahtmetallurgie und -beschichtung nicht verhandelbar ist. Natürliche Diamanten dienen der Präzision, PKD dient der Skalierung, aber verzinkte Drahtziehmatrizen dienen einem speziellen Prozess, bei dem es auf jeden Mikrometer Zink ankommt. Für Drahthersteller ist die Wahl einfach: Behandeln Sie verzinkten Draht als eigenständiges Produkt und rüsten Sie Ihre Ziehbank entsprechend aus – oder akzeptieren Sie geringere Ausbeuten und höhere Ausschussraten. In der heutigen Drahtindustrie mit geringen Margen ist das kein lohnenswertes Wagnis.
