I materiali utilizzati per la produzione di matrici per trafilatura includono: acciaio legato, carburo cementato, diamante naturale, diamante sintetico monocristallino, diamante sintetico policristallino, ceramica e matrici prodotte attraverso vari trattamenti termici chimici, deposizione chimica da vapore e metodi di deposizione fisica da vapore.
(1) Filiere in diamante sintetico monocristallo (MCD).
Alla fine degli anni '80, la britannica De Beers ha collaborato con la giapponese Sumitomo Electric Industries per sviluppare una nuova matrice diamantata grezza. Possiede le caratteristiche del diamante naturale, presenta una superficie diamantata assolutamente regolare, funziona eccezionalmente bene in condizioni operative e presenta una forte resistenza all'usura. La sua applicabilità è equivalente al diamante naturale con diametro inferiore a 0,5 mm.
Dato che i diamanti naturali e i diamanti policristallini sintetici di alta qualità sono significativamente più costosi del carburo cementato, nel corso degli anni sono stati impiegati vari metodi per modificare la composizione della lega delle superfici delle matrici di trafilatura in carburo cementato e la struttura delle matrici stesse. L'obiettivo è prolungarne la durata e soddisfare le esigenze della trafilatura ad alta velocità.
Tra il 1968 e il 1978 iniziò in tutto il mondo la diffusione del boro nel carburo cementato. La Cina ha condotto prove di diffusione del boro presso la prima fabbrica di corde d'acciaio di Tianjin nel 1978. Test comparativi in condizioni identiche hanno generalmente mostrato un aumento di 2-3 volte nelle prestazioni medie. Tuttavia, la diffusione del boro pone delle sfide durante la pulizia. Nel 1986, la comunità internazionale ha adottato metodi di deposizione fisica da fase vapore (PVD) e deposizione chimica da fase vapore (CVD) in condizioni di vuoto per rivestire i fori della filiera di trafilatura con carburo di titanio o nitruro di titanio. Questo approccio migliora la durezza del foro della matrice, la resistenza all'usura e la densità. Tuttavia, questo metodo richiede attrezzature specializzate e costose e un rigoroso controllo del processo per ottenere risultati ottimali.
Negli ultimi anni, con la crescente maturità della tecnologia della pellicola diamantata per la deposizione chimica in fase vapore (CVD) , un approccio più ragionevole, considerando sia il costo della matrice che le prestazioni, è stato quello di rivestire la superficie interna delle matrici per trafilatura del filo di carburo con uno strato uniforme di pellicola diamantata che soddisfi i requisiti di adesione. Alcuni ricercatori si sono concentrati anche sull'estensione della durata degli stampi modificando le strutture degli stampi, come lo sviluppo di stampi rotanti e stampi di assemblaggio rimovibili.
In generale, la scelta dei materiali per la filiera di trafilatura richiede la considerazione simultanea sia del materiale della filiera che del materiale dell'articolo da trafilare. Oltre a garantire che l'oggetto trafilato raggiunga una finitura superficiale relativamente lucida, è anche fondamentale massimizzare la durata dello stampo. Inoltre, la resistenza all'usura di entrambi i materiali non dovrebbe differire eccessivamente per evitare un'usura eccessiva che potrebbe portare al guasto del prodotto o al danneggiamento/rottamazione dello stampo. È necessario considerare anche i fattori economici per massimizzare la redditività minimizzando i costi, il tutto garantendo le normali operazioni di produzione.
