Die Drahtziehindustrie steht seit langem vor einem grundlegenden Kompromiss: Oberflächenqualität versus Werkzeuglebensdauer. Eine Matrize, die eine makellose Drahtoberfläche erzeugt, nutzt sich oft schnell ab. Ein Würfel, der lange hält, neigt dazu, Spuren zu hinterlassen. Hochglanzpolierte Drahtziehsteine aus polykristallinem Diamant (PKD) schließen diese Lücke. Der weltweite Markt für Drahtziehwerkzeuge wurde im Jahr 2025 auf rund 1,07 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird bis 2030 voraussichtlich 1,5 Milliarden US-Dollar erreichen. In diesem Markt gewinnen PKD-Matrizen stetig an Anteilen.
Der Schlüssel zur PKD-Leistung ist die hochglanzpolierte Bohrungsoberfläche. Führende Hersteller erreichen für Feindrähte Oberflächenrauheiten von unter Ra 0,05 μm. Dieser Grad an Politur ist nicht nur kosmetischer Natur. Eine spiegelglatte Bohrung verringert die Reibung zwischen Matrize und Draht, was wiederum die Wärmeentwicklung verringert, Kratzer verhindert und die Werkzeuglebensdauer verlängert.
PCD bietet jedoch etwas, das andere Materialien nicht reproduzieren können. Die polykristalline Struktur eines PKD-Stempels, die durch Sintern von Diamantpulvern unter hohem Druck und hoher Temperatur entsteht, erzeugt mikroskopisch kleine Hohlräume auf der polierten Oberfläche. Diese werden als „Schmierstofftaschen“ bezeichnet. Während des Ziehvorgangs sammelt sich in diesen Taschen Schmiermittel, das kontinuierlich an die Drahtoberfläche abgegeben wird. Das Ergebnis ist eine anhaltende Schmierung, geringere Reibung und geringerer Verschleiß bei längeren Produktionsläufen. PKD-Matrizen erfordern weniger Schmierung als herkömmliche Matrizen, wodurch der Schmiermittelverbrauch und die Wartungskosten gesenkt werden.
Der Reibungskoeffizient von PKD mit Nichteisenmetallen ist etwa halb so hoch wie der von Hartmetall. Die geringe Reibung reduziert nicht nur die Verformungskraft, sondern verhindert auch Materialansammlungen auf der Matrizenoberfläche, wodurch die Qualität des gezogenen Drahtes erhalten bleibt. Für Kupfer-, Aluminium-, Edelstahl- und Legierungsdrahtanwendungen sind PKD-Matrizen zum Standard geworden.
Matrizen aus synthetischem monokristallinem Diamant (SMCD) – auch SSCD oder MCD genannt – bedienen ein anderes Marktsegment. SMCD-Matrizen werden aus einkristallinen synthetischen Diamanten hergestellt, die unter kontrollierten Bedingungen gezüchtet werden und frei von Verunreinigungen und Rissen sind. Sie liefern die höchste Oberflächenqualität für ultrafeine Drahtanwendungen – Halbleiter-Bonddrähte, medizinische Drähte und Edelmetalldrähte –, bei denen Präzision im Mikrometerbereich nicht verhandelbar ist. SMCD-Matrizen bieten eine extrem hohe Härte und Wärmeleitfähigkeit und sind daher für die Hochtemperaturverarbeitung geeignet. Ihre hochglanzpolierte Oberfläche sorgt für eine optimale Matrizenlebensdauer und ein reibungsloses Aufziehen.
Beim Ziehen von verzinktem Draht haben sich PKD-Matrizen besonders bewährt. Verzinkter Weichstahldraht stellt eine einzigartige Herausforderung dar: Zinkablagerungen. Während des Ziehens kann sich Zink auf der Matrizenoberfläche ansammeln, was zu Verstopfungen und ungleichmäßiger Drahtzufuhr führt. PKD-Matrizen für verzinkten Draht bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen Zinkanhaftungen und sorgen für einen reibungslosen Betrieb. Sie sind in kobaltbasierten und siliziumbasierten Varianten erhältlich. PKD-Matrizen auf Kobaltbasis bieten eine hohe Verschleißfestigkeit, sind jedoch auf Temperaturen unter 650 °C beschränkt. PKD-Matrizen auf Siliziumbasis halten Temperaturen von bis zu 1200 °C stand, weisen jedoch eine etwas geringere Verschleißfestigkeit auf. Beide Varianten werden in großem Umfang bei der Herstellung von kohlenstoffarmen verzinkten Stahldrähten eingesetzt.
Der Markt segmentiert sich deutlich. Hochglanzpoliertes PKD für großvolumiges Kupfer- und Aluminiumziehen. SMCD für ultrafeine Präzisionsanwendungen. Spezielle PKD-Rezepturen für verzinkten Draht und andere anspruchsvolle Materialien. Jeder hat seinen Platz. Aber der Trend ist unverkennbar: Hochglanzpolierte PKD-Matrizen mit ihren Schmiermitteltaschen und geringer Reibung werden überall dort zur Standardwahl, wo Oberflächengüte und Produktivität nebeneinander bestehen müssen.
