1. Giriş

Qalınlığı bir neçə mikrometrdən on mikrometrə qədər olan volfram məftilləri plastik şəkildə spiral şəklində formalaşır və közərmə və boşalma işıq mənbələri üçün istifadə olunur. Tel istehsalı toz texnologiyasına əsaslanır, yəni kimyəvi proseslə əldə edilən volfram tozu ardıcıl olaraq presləmə, sinterləmə və plastik formalaşdırmaya (fırlanan döymə və çəkmə) məruz qalır. Qeyd edək ki, tel sarma prosesi yaxşı plastik xüsusiyyətlərə və "çox yüksək olmayan" elastikliyə səbəb olmalıdır. Digər tərəfdən, spiralların istismar şərtlərinə və hər şeydən əvvəl tələb olunan yüksək sürüşmə müqavimətinə görə, yenidən kristallaşmış naqillər, xüsusən də qaba dənəli quruluşa malik olduqda, istehsal üçün uyğun deyildir.

Metal materialların mexaniki və plastik xassələrinin dəyişdirilməsi, xüsusən də tavlama müalicəsi olmadan güclü işin sərtləşdirilməsini azaltmaq mexaniki təlimdən istifadə etməklə mümkündür. Bu proses metalın təkrarlanan, dəyişən və aşağı plastik deformasiyaya məruz qalmasından ibarətdir. Dövrlü ziddiyyətin metalların mexaniki xassələrinə təsiri digərləri ilə yanaşı, Bochniak və Mosorun [1] kağızında CuSn 6,5% qalay tunc zolaqlarından istifadə etməklə sənədləşdirilmişdir. Göstərildi ki, mexaniki məşq işin yumşalmasına gətirib çıxarır.
Təəssüf ki, sadə biroxlu dartılma sınaqlarında müəyyən edilmiş volfram məftillərinin mexaniki parametrləri onların spiral istehsal prosesində davranışını proqnozlaşdırmaq üçün kifayət qədər kifayət deyil. Bu məftillər, oxşar mexaniki xüsusiyyətlərə baxmayaraq, tez-tez sarma üçün əhəmiyyətli dərəcədə fərqli həssaslıqla xarakterizə olunur. Buna görə də, volfram məftilinin texnoloji xüsusiyyətlərini qiymətləndirərkən aşağıdakı sınaqların nəticələri daha etibarlı hesab olunur: nüvəli naqil sarğı, bir istiqamətli burulma, bıçaq kənarında sıxılma, əyilmə və uzanma və ya geri dönən bant [2] . Bu yaxınlarda telin gərginliklə eyni vaxtda burulmasına məruz qaldığı (TT testi) yeni bir texnoloji sınaq təklif edildi və gərginlik vəziyyəti - müəlliflərin fikrincə - istehsal prosesində baş verənə yaxındır. filamentlərdən. Bundan başqa, müxtəlif diametrli volfram naqillərində aparılan TT sınaqlarının nəticələri onun texnoloji proseslər zamanı onların sonrakı davranışlarını qabaqcadan görmək qabiliyyətini göstərmişdir [4, 5].

Burada təqdim olunan işin məqsədi kəsmə üsulu ilə davamlı çoxtərəfli əyilmə yolu ilə volfram məftillərində velosiped deformasiyasının müalicəsinin (CDT) istifadəsi [6] onun mexaniki və texnoloji xüsusiyyətlərini dəyişdirə bilərmi və nə dərəcədə sualına cavab verməkdir. mühüm xassələri.

Ümumiyyətlə, metalların siklik deformasiyası (məsələn, gərginlik və sıxılma və ya ikitərəfli əyilmə ilə) iki fərqli struktur prosesi ilə müşayiət oluna bilər. Birincisi kiçik amplitudalı deformasiya üçün xarakterikdir və

yorğunluq adlanan fenomeni ehtiva edir, nəticədə güclü işləmə ilə bərkimiş metal məhv edilməzdən əvvəl deformasiya ilə yumşaldılmış metala çevrilir [7].

Yüksək deformasiya amplitüdləri ilə deformasiya zamanı dominant olan ikinci proses plastik axın yaradan kəsici zolaqların güclü heterogenləşməsini yaradır. Nəticə etibarı ilə metal konstruksiyasında kəskin parçalanma baş verir, xüsusən də nanoölçülü taxılların əmələ gəlməsi, beləliklə, onun mexaniki xassələrinin iş qabiliyyəti hesabına əhəmiyyətli dərəcədə artması. Belə bir təsir, məsələn, Huang et al tərəfindən hazırlanmış davamlı təkrarlanan büzmə və düzəldilmə metodunda əldə edilir. [8], “dişli” və hamar rulonlar arasında çoxlu, növbəli, keçən (yuvarlanan) zolaqlardan və ya daha mürəkkəb şəkildə, gərginlik altında davamlı əyilmə üsulu olan [9], burada dartılmış zolaq. fırlanan rulonlar dəstinin uzunluğu boyunca geri dönən hərəkətə görə kontrafleksiyaya məruz qalır. Şübhəsiz ki, taxılların geniş fraqmentasiyası böyük gərginliklə monoton deformasiya zamanı da əldə edilə bilər ki, bu da ağır plastik deformasiya adlanan üsullardan, xüsusən də, ən sadə şərtləri ödəyən Bərabər Kanallı Bucaqlı Ekstruziya [10] üsullarından istifadə edilir. metalın kəsilməsi. Təəssüf ki, onlar əsasən laboratoriya miqyasında istifadə olunur və texniki cəhətdən mümkün deyil

uzun zolaqların və ya məftillərin xüsusi mexaniki xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün onlardan istifadə etmək.

Kiçik vahid deformasiyaları ilə tətbiq olunan tsiklik dəyişən kəsmənin yorğunluq hadisələrini aktivləşdirmək qabiliyyətinə təsirini qiymətləndirmək üçün bəzi cəhdlər də edilmişdir. Mis və kobalt zolaqları üzərində qırxma ilə ziddiyyət təşkil etməklə aparılan eksperimental tədqiqatların nəticələri [11] yuxarıdakı tezisi təsdiqlədi. Kəsmə metodu ilə ziddiyyətin düz metal hissələrə tətbiqi kifayət qədər asan olsa da, naqillər üçün daha birbaşa tətbiqin mənası yoxdur, çünki tərifinə görə, homojen strukturun və beləliklə, eyni xassələrin əldə edilməsinə zəmanət vermir. telin çevrəsi (ixtiyari yönümlü radiusla). Bu səbəbdən, bu yazıda kəsmə ilə davamlı çoxtərəfli əyilməyə əsaslanan nazik naqillər üçün nəzərdə tutulmuş yeni yaradılmış və orijinal CDT metodundan istifadə olunur.

Şəkil 1 Naqillərin mexaniki təlimi prosesinin sxemi:1 volfram məftil,2 açmaq üçün tel ilə rulon,3 altı fırlanan kalıp sistemi,4 dolama bobini,5 çəki pozmaq və6 əyləc (ətrafında qalay bürünc bant olan polad silindr)

2. Təcrübə

Diametri 200 μm olan volfram naqilin CDT-si sxemi Şəkil 1-də göstərilən xüsusi qurulmuş sınaq cihazında aparılmışdır. Bobindən açılmamış məftil (1)

(2) diametri 100 mm olan, ümumi korpusa bərkidilmiş və ox ətrafında 1350 rev / sürətlə fırlanan məftillə eyni diametrli deşiklər olan altı kalıp (3) sisteminə daxil edilmişdir. min. Cihazdan keçdikdən sonra məftil 115 rev/dəq sürətlə fırlanan diametri 100 mm olan rulonda (4) sarıldı. Tətbiq olunan parametrlər fırlanan kalıplara nisbətən telin xətti sürətinin 26,8 mm/dev olduğunu müəyyənləşdirir.

Kalıplar sisteminin uyğun dizaynı hər ikinci matkalın ekssentrik olaraq fırlanmasını nəzərdə tuturdu (şək. 2) və fırlanan kalıplardan keçən hər bir məftil parçası, kalıpların daxili səthinin kənarında ütüləmə ilə induksiya edilən kəsmə ilə davamlı çoxtərəfli əyilməyə məruz qaldı.

Şəkil 2 Fırlanan kalıpların sxematik sxemi (nömrə ilə işarələnmişdir3 Şəkil 1-də)

Şəkil 3. Palet sistemi: ümumi görünüş; b əsas hissələr:1 mərkəzləşdirilmiş ölülər,2 eksantrik ölülər,3 spacer üzüklər

Açılmamış məftil gərginliyin tətbiqi ilə əlaqədar ilkin gərginliyin təsiri altında idi ki, bu da onu nəinki dolanmaqdan qoruyur, həm də əyilmə və kəsilmə deformasiyasının qarşılıqlı iştirakını müəyyən edir. Buna çəki ilə basılmış qalay tunc zolaq şəklində bobinə quraşdırılmış əyləc sayəsində nail olmaq mümkün olmuşdur (şəkil 1-də 5 və 6 kimi göstərilmişdir). Şəkil 3 qatlanan zaman cihazın məşqinin görünüşünü və onun hər bir komponentini göstərir. Naqillərin hazırlanması iki müxtəlif çəki ilə həyata keçirilirdi:

4.7 və 8.5 N, matris dəstindən dördə qədər keçir. Eksenel gərginlik müvafiq olaraq 150 və 270 MPa təşkil etmişdir.

Telin dartılma sınağı (həm ilkin vəziyyətdə, həm də öyrədilmiş) Zwick Roell sınaq maşınında aparıldı. Nümunələrin ölçüsünün uzunluğu 100 mm və dartılma dərəcəsi idi

8×10⁻³ s⁻¹. Hər bir halda bir ölçmə nöqtəsi (hər biri üçün

variantların) ən azı beş nümunəni təmsil edir.

TT testi sxemi əvvəllər Bochniak et al tərəfindən təqdim edilmiş Şəkil 4-də göstərilən xüsusi aparatda aparılmışdır. (2010). Uzunluğu 1 m olan volfram məftilinin (1) mərkəzi bir tutacaqda (2), sonra isə ucları, istiqamətləndirici rulonlardan (3) keçdikdən və hər biri 10 N olan ağırlıqları (4) bağladıqdan sonra, bir sıxacda (5) bloklandı. Tutucunun (2) fırlanma hərəkəti iki parça telin dolanması ilə nəticələndi

(özlərinə sarılmış), sınaqdan keçirilmiş nümunənin sabit ucları ilə, gərginlik gərginliyinin tədricən artması ilə həyata keçirilmişdir.

Test nəticəsi bükülmələrin sayı idi (N_T) telin qopması üçün lazım idi və adətən Şəkil 5-də göstərildiyi kimi əmələ gələn dolaşıqlığın ön hissəsində baş verirdi. Hər variantda ən azı on sınaq aparıldı. Təlimdən sonra məftil bir az dalğavari bir forma aldı. Vurğulamaq lazımdır ki, Bochniak and Pieła (2007) [4] və Filipek (2010) sənədlərinə görə

[5] TT testi sarım üçün nəzərdə tutulmuş naqillərin texnoloji xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün sadə, sürətli və ucuz üsuldur.

Şəkil 4 TT testinin sxemi:1 sınaqdan keçirilmiş tel,2 elektrik mühərriki ilə fırlanan tutma, fırlanma qeyd cihazı ilə birləşdirilmiş,3 bələdçi rulonları,4çəkilər,5 telin uclarını sıxan çənələr

3. Nəticələr

İlkin gərginliyin və CDT prosesindəki keçidlərin sayının volfram tellərinin xüsusiyyətlərinə təsiri Şek. 6 və 7. Naqilin əldə edilmiş mexaniki parametrlərinin böyük səpələnməsi toz texnologiyası ilə əldə edilən materialın qeyri-bərabərlik miqyasını göstərir və buna görə də aparılan təhlil onların mütləq qiymətlərinə deyil, yoxlanılan xassələrin dəyişmə tendensiyalarına diqqət yetirir.

Kommersiya volfram naqili 2,026 MPa-ya bərabər məhsuldarlıq gərginliyinin (YS), 2,294 MPa-a bərabər olan son dartılma gücü (UTS), ümumi uzanması ilə xarakterizə olunur.

A≈2,6% və N_Tqədər 28. Asılı olmayaraq

Tətbiq edilən gərginliyin böyüklüyü, CDT yalnız kiçik bir nəticə verir

UTS-in azalması (dörd keçiddən sonra naqil üçün 3%-dən çox olmamaqla), həm də YS vəA nisbətən eyni səviyyədə qalır (şək. 6a–c və 7a–c).

Şəkil 5 TT testində qırılmadan sonra volfram telinin görünüşü

Şəkil 6 Mexanik təlimin təsiri (keçidlərin sayı n) mexaniki (a–c) və texnoloji (d) üzrə (N_TTT testində) volfram məftilinin xassələri; əlavə edilmiş çəki dəyəri 4,7 N

CDT həmişə N tel bükülmələrinin sayının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olur_T. Xüsusilə, ilk iki keçid üçün N_T4,7 N gərginlik üçün 34-dən çox, 8,5 N gərginlik üçün isə demək olar ki, 33-ə çatır. Bu, kommersiya naqilinə nisbətən təqribən 20 % artım deməkdir. Daha çox sayda keçidin tətbiqi N-nin daha da artmasına səbəb olur_Tyalnız 4,7 N gərginlik altında məşq zamanı. Dörd keçiddən sonra tel N orta böyüklüyünü göstərir_T37-dən artıqdır ki, bu da ilkin vəziyyətdə olan naqillə müqayisədə 30%-dən çox artım deməkdir. Daha yüksək gərginliklərdə telin sonrakı təlimi daha əvvəl əldə edilmiş N-nin böyüklüyünü dəyişməyəcəkdir_Tdəyərlər (şək. 6d və 7d).

4. Təhlil

Əldə edilən nəticələr göstərir ki, volfram naqili CDT üçün istifadə olunan üsul praktiki olaraq dartılma sınaqlarında müəyyən edilmiş mexaniki parametrlərini dəyişmir (son dartılma gücündə yalnız bir qədər azalma müşahidə edilmişdir), lakin onun məftilini əhəmiyyətli dərəcədə artırmışdır.

spiral istehsalı üçün nəzərdə tutulmuş texnoloji xüsusiyyətlər; bu, TT testindəki bükülmələrin sayı ilə təmsil olunur. Bu, Bochniak və Pieła (2007) tərəfindən əvvəlki tədqiqatların nəticələrini təsdiqləyir.

[4] spirallərin istehsalı prosesində naqillərin müşahidə edilən davranışı ilə dartılma sınağı nəticələrinin uzlaşmasının olmaması haqqında.

Volfram tellərinin CDT prosesinə reaksiyası tətbiq olunan gərginlikdən əhəmiyyətli dərəcədə asılıdır. Aşağı gərginlik qüvvəsində keçidlərin sayı ilə burulmaların sayında parabolik artım müşahidə olunur, gərginliyin daha böyük dəyərlərinin tətbiqi isə (artıq iki keçiddən sonra) doyma vəziyyətinə nail olmağa və əvvəllər əldə edilmiş texnoloji proseslərin sabitləşməsinə gətirib çıxarır. xassələri (şək. 6d və 7d).

Volfram məftilinin bu cür şaxələndirilmiş reaksiyası onu vurğulayır ki, gərginliyin böyüklüyü həm gərginlik vəziyyətinin, həm də materialın deformasiya vəziyyətinin kəmiyyət dəyişikliyini və nəticədə onun elastik-plastik davranışını müəyyən edir. Ardıcıl hizalanmış kalıplar arasından keçən naqildə plastik əyilmə prosesində daha yüksək gərginlikdən istifadə daha kiçik telin əyilmə radiusuna səbəb olur; deməli, kəsmə mexanizmindən məsul olan naqilin oxuna perpendikulyar istiqamətdə plastik deformasiya daha böyükdür və kəsmə zolaqlarında lokallaşdırılmış plastik axına gətirib çıxarır. Digər tərəfdən, aşağı gərginlik telin CDT prosesinin elastik deformasiyanın daha çox iştirakı ilə baş verməsinə səbəb olur (yəni plastik deformasiya hissəsi daha kiçikdir), bu da homojen deformasiyanın üstünlüyünü təmin edir. Bu vəziyyətlər biroxlu dartılma sınağı zamanı baş verənlərdən kəskin şəkildə fərqlənir.

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, CDT texnoloji xüsusiyyətləri yalnız kifayət qədər keyfiyyətli, yəni əhəmiyyətli daxili qüsurları olmayan (məsamələr, boşluqlar, kəsiklər, mikro çatlar, taxıl sərhədlərində kifayət qədər davamlı yapışma və s.) olmayan naqillər üçün təkmilləşdirir. .) toz metallurgiyası ilə məftil istehsalı nəticəsində. Əks halda, burulmaların əldə edilən dəyərinin artan səpələnməsi N_Tkeçidlərin sayının artması ilə yanaşı, onun müxtəlif hissələrində (uzunluqda) məftil strukturunun dərinləşən diferensiallaşmasını göstərir, beləliklə, həm də kommersiya naqilin keyfiyyətinin qiymətləndirilməsi üçün faydalı meyar kimi xidmət edə bilər. Bu problemlər gələcək araşdırmaların mövzusu olacaq.

Şəkil 7 Mexanik təlimin təsiri (keçidlərin sayı n) mexaniki (a–c) və texnoloji (d) üzrə (N_TTT testində) volfram məftilinin xassələri; əlavə edilmiş çəki dəyəri 8,5 N

5. Nəticələr

1， Volfram naqillərinin CDT-si onların texnoloji xassələrini yaxşılaşdırır, N ilə gərginlik testi ilə burulma ilə müəyyən edilir._Tqırılmadan əvvəl.

2, N-nin artması_TTəxminən 20% indeksə iki sıra CDT məruz qalan tel çatır.

3， CDT prosesində naqilin gərginliyinin böyüklüyü onun N dəyəri ilə müəyyən edilən texnoloji xassələrinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir._Tindeks. Onun ən yüksək dəyərinə cüzi gərginliyə (dartılma gərginliyinə) məruz qalan tel çatmışdır.

4， Kəsmə ilə həm daha yüksək gərginlikdən, həm də çoxtərəfli əyilmə dövriyyəsindən istifadə əsaslandırılmır, çünki bu, yalnız N-nin əvvəllər əldə edilmiş dəyərinin sabitləşməsi ilə nəticələnir._Tindeks.

5， CDT volfram telinin texnoloji xassələrinin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşması gərginlik sınağında müəyyən edilmiş mexaniki parametrlərin dəyişməsi ilə müşayiət olunmur ki, bu da telin texnoloji davranışını təxmin etmək üçün belə testin aşağı yararlılığına olan inamı təsdiqləyir.

Əldə edilmiş eksperimental nəticələr volfram məftilinin spiral istehsalı üçün uyğunluğunu nümayiş etdirir. Xüsusən də məftil uzunluğunu ardıcıl irəlilətmək üçün istifadə edilən üsula əsaslanaraq, az gərginliklə dövri, çoxistiqamətli əyilmə daxili gərginliklərin rahatlaşmasına səbəb olur. Bu səbəbdən spiralların plastik formalaşdırılması zamanı naqilin qırılma tendensiyası məhdudlaşdırılır. Nəticədə təsdiq edilmişdir ki, istehsal şəraitində tullantıların miqdarının azaldılması, naqil qırıldıqdan sonra fövqəladə dayandırmanın “əl ilə” işə salınmalı olan avtomatlaşdırılmış istehsal avadanlığının dayanma vaxtını aradan qaldırmaqla istehsal prosesinin səmərəliliyini artırır. operator tərəfindən.