Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή καλωδίων σύρματος περιλαμβάνουν: κράμα χάλυβα, καρβίδιο με τσιμέντο, φυσικό διαμάντι, συνθετικό μονοκρυσταλλικό διαμάντι, συνθετικό πολυκρυσταλλικό διαμάντι, κεραμικά και μήτρες που παράγονται μέσω διαφόρων χημικών θερμικών επεξεργασιών, χημικής εναπόθεσης ατμών και μεθόδων φυσικής εναπόθεσης ατμών.
(1) Μήτρες συνθετικών μονοκρυστάλλων διαμαντιών (MCD).
Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, η De Beers από το Ηνωμένο Βασίλειο συνεργάστηκε με την Sumitomo Electric Industries της Ιαπωνίας για να αναπτύξει ένα νέο διαμάντι κενό. Διαθέτει τα χαρακτηριστικά του φυσικού διαμαντιού, διαθέτει μια απολύτως κανονική επιφάνεια διαμαντιού, αποδίδει εξαιρετικά σε συνθήκες λειτουργίας και παρουσιάζει ισχυρή αντοχή στη φθορά. Η δυνατότητα εφαρμογής του είναι ισοδύναμη με φυσικό διαμάντι με διάμετρο κάτω από 0,5 mm.
Δεδομένου ότι τα φυσικά διαμάντια και τα υψηλής ποιότητας συνθετικά πολυκρυσταλλικά διαμάντια είναι σημαντικά πιο ακριβά από το καρβίδιο με τσιμέντο, έχουν χρησιμοποιηθεί διάφορες μέθοδοι με την πάροδο των ετών για την τροποποίηση της σύστασης του κράματος των επιφανειών της μήτρας έλξης σύρματος από καρβίδιο με τσιμέντο και της δομής των ίδιων των καλουπιών. Αυτό στοχεύει να παρατείνει τη διάρκεια ζωής τους και να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της υψηλής ταχύτητας έλξης καλωδίων.
Μεταξύ 1968 και 1978, η διάχυση βορίου σε καρβίδιο με τσιμέντο άρχισε παγκοσμίως. Η Κίνα διεξήγαγε δοκιμές διάχυσης βορίου στο Tianjin First Steel Rope Factory το 1978. Συγκριτικές δοκιμές υπό ίδιες συνθήκες γενικά έδειξαν 2-3 φορές αύξηση στη μέση απόδοση. Ωστόσο, η διάχυση του βορίου δημιουργεί προκλήσεις κατά τον καθαρισμό. Το 1986, η διεθνής κοινότητα υιοθέτησε μεθόδους φυσικής εναπόθεσης ατμών (PVD) και χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD) υπό συνθήκες κενού για την επικάλυψη οπών μήτρας έλξης καλωδίων με καρβίδιο του τιτανίου ή νιτρίδιο του τιτανίου. Αυτή η προσέγγιση ενισχύει τη σκληρότητα της οπής μήτρας, την αντίσταση στη φθορά και την πυκνότητα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος απαιτεί εξειδικευμένο, δαπανηρό εξοπλισμό και αυστηρό έλεγχο της διαδικασίας για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων.
Τα τελευταία χρόνια, με την αυξανόμενη ωριμότητα της τεχνολογίας φιλμ διαμαντιών από χημική εναπόθεση ατμού (CVD) , μια πιο λογική προσέγγιση - λαμβάνοντας υπόψη τόσο το κόστος μήτρας όσο και την απόδοση - ήταν η επίστρωση της εσωτερικής επιφάνειας των καλουπιών σύρματος καρβιδίου με ένα ομοιόμορφο στρώμα μεμβράνης διαμαντιού που πληροί τις απαιτήσεις πρόσφυσης. Ορισμένοι ερευνητές έχουν επίσης επικεντρωθεί στην παράταση της διάρκειας ζωής της μήτρας τροποποιώντας τις δομές της μήτρας, όπως η ανάπτυξη περιστροφικών καλουπιών και αποσπώμενων καλουπιών συναρμολόγησης.
Γενικά, η επιλογή υλικών μήτρας έλξης σύρματος απαιτεί ταυτόχρονη εξέταση τόσο του υλικού της μήτρας όσο και του υλικού του αντικειμένου που σχεδιάζεται. Ενώ διασφαλίζεται ότι το τραβηγμένο αντικείμενο επιτυγχάνει ένα σχετικά γυαλιστερό φινίρισμα επιφάνειας, είναι επίσης σημαντικό να μεγιστοποιήσετε τη διάρκεια ζωής της μήτρας. Επιπλέον, η αντοχή στη φθορά και των δύο υλικών δεν πρέπει να διαφέρει υπερβολικά για να αποφευχθεί η υπερβολική φθορά που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αστοχία του προϊόντος ή ζημιά/σκραπ. Οι οικονομικοί παράγοντες πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη για τη μεγιστοποίηση της κερδοφορίας με παράλληλη ελαχιστοποίηση του κόστους, διασφαλίζοντας παράλληλα την κανονική λειτουργία της παραγωγής.
