1. Rhagymadrodd

Mae gwifrau twngsten, gyda thrwch o sawl i ddegau o ficro-metrau, yn cael eu ffurfio'n blastig yn droellau a'u defnyddio ar gyfer ffynonellau golau gwynias a gollwng. Mae gweithgynhyrchu gwifren yn seiliedig ar y dechnoleg powdr, hy, mae powdr twngsten a geir trwy broses gemegol yn destun gwasgu, sintro a ffurfio plastig (gofannu a lluniadu cylchdro) yn olynol. Sylwch fod angen i'r broses weindio gwifren arwain at briodweddau plastig da ac elastigedd “ddim yn rhy uchel”. Ar y llaw arall, oherwydd amodau ecsbloetio troellau, ac yn anad dim, y gwrthiant crib uchel gofynnol, nid yw gwifrau wedi'u hailgrisialu yn addas i'w cynhyrchu, yn enwedig os oes ganddynt strwythur graen bras.

Mae addasu priodweddau mecanyddol a phlastig deunyddiau me-tallic, yn benodol, lleihau'r gwaith caledu cryf heb driniaeth anelio yn bosibl trwy ddefnyddio hyfforddiant me-chanical. Mae'r broses hon yn cynnwys anffurfio'r metel i anffurfiad plastig isel dro ar ôl tro, bob yn ail ac isel. Mae effeithiau gwrthhyblygiad cylchol ar briodweddau mecanyddol metelau wedi'u dogfennu, ymhlith eraill, ym mhapur Bochniak a Mosor [1], a ddefnyddir yma gan ddefnyddio stribedi efydd tun CuSn 6.5%. Dangoswyd bod hyfforddiant mecanyddol yn arwain at feddalu gwaith.
Yn anffodus, mae paramedrau mecanyddol gwifrau twngsten a bennir mewn profion tynnol unixial syml yn llawer annigonol i ragweld eu hymddygiad yn y broses o gynhyrchu troellau. Mae'r gwifrau hyn, er gwaethaf priodweddau mecanyddol tebyg, yn aml yn cael eu nodweddu gan dueddiad sylweddol wahanol i weindio. Felly, wrth asesu nodweddion technolegol gwifren twngsten, ystyrir bod canlyniadau'r profion canlynol yn fwy dibynadwy: dirwyn gwifrau craidd, dirdro un cyfeiriad, cywasgu ymyl cyllell, plygu ac ymestyn, neu fandio cildroadwy [2] . Yn ddiweddar, cynigiwyd prawf technolegol newydd [3], lle mae'r wifren yn destun dirdro cydamserol â thensiwn (prawf TT), ac mae'r cyflwr straen - ym marn yr awduron - yn agos at yr hyn sy'n digwydd yn y broses gynhyrchu o'r ffila-ments. Ar ben hynny, mae canlyniadau profion TT a gynhaliwyd ar wifrau twng-sten â diamedrau gwahanol wedi dangos ei allu i ragweld eu hymddygiad diweddarach yn ystod prosesau technolegol [4, 5].

Nod y gwaith a gyflwynir yma yw ateb y cwestiwn a all, ac os, i ba raddau, y defnydd o driniaeth anffurfiad beicio (CDT) ar wifren twngsten trwy blygu amlochrog parhaus â dull cneifio [6], addasu ei ddull mecanyddol a thechnolegol. eiddo pwysig.

Yn gyffredinol, efallai y bydd dwy broses strwythurol wahanol yn cyd-fynd ag anffurfiad cylchol metelau (ee, trwy densiwn a chywasgu neu blygu dwyochrog). Mae'r cyntaf yn nodweddiadol ar gyfer yr anffurfiad gydag amplitudes bach a

yn cynnwys ffenomenau blinder, fel y'u gelwir, gan arwain at y metel sydd wedi'i galedu gan waith yn troi'n fetel wedi'i feddalu gan straen cyn iddo gael ei ddinistrio [7].

Mae'r ail broses, sy'n dominyddu yn ystod anffurfiad ag osgledau straen uchel, yn cynhyrchu heterogeneiddio cryf o fandiau cneifio plastig sy'n cynhyrchu llif. O ganlyniad, mae'r strwythur metel wedi'i ddarnio'n sylweddol, yn arbennig, ffurfio grawn maint nano, felly mae cynnydd sylweddol yn ei briodweddau mecanyddol ar draul ymarferoldeb. Ceir effaith o'r fath yn ee, dull corrugation a sythu ailadroddus parhaus a ddatblygwyd gan Huang et al. [8], sy'n cynnwys lluosog, bob yn ail, pasio (rholio) o stribedi rhwng y "gêr" a rholiau llyfn, neu mewn ffordd fwy soffistigedig, sy'n ddull o blygu parhaus o dan densiwn [9], lle mae'r stribed ymestyn yn wrthhyblyg oherwydd symudiad cildroadwy ar hyd ei set o roliau cylchdroi. Wrth gwrs, gellir cael y darniad helaeth o grawn hefyd yn ystod anffurfiad monotonig gyda straen mawr, gan ddefnyddio'r dulliau Anffurfio Plastig Difrifol fel y'u gelwir, yn benodol, dulliau Allwthio Angular Sianel Cyfartal [10] gan amlaf yn bodloni'r amodau ar gyfer syml. cneifio metel. Yn anffodus, fe'u defnyddir yn bennaf ar raddfa labordy ac yn dechnegol nid yw'n bosibl

i'w defnyddio i gael priodweddau mecanyddol penodol stribedi hir neu wifrau.

Mae rhai ymdrechion hefyd wedi'u gwneud i asesu dylanwad cneifiwch sy'n newid yn gylchol a ddefnyddir gydag anffurfiadau unedau bach ar y gallu i actifadu'r ffenomenau blinder. Cadarnhaodd canlyniadau astudiaethau arbrofol a gynhaliwyd [11] ar stribedi o gopr a chobalt trwy wrthhyblygu â chneifio y traethawd ymchwil uchod. Er bod y gwrthhyblygrwydd â dull cneifio yn weddol hawdd i'w gymhwyso i rannau metelaidd gwastad, nid yw'r cais mwy uniongyrchol am wifrau yn gwneud synnwyr, oherwydd, trwy ddiffiniad, nid yw'n gwarantu cael strwythur homo-genaidd, ac felly priodweddau union yr un fath. cylchedd (gyda radiws mympwyol) y wifren. Am y rheswm hwn, mae'r papur hwn yn defnyddio dull newydd ei ffurfio a gwreiddiol o CDT a gynlluniwyd ar gyfer gwifrau tenau, yn seiliedig ar blygu amlochrog parhaus gyda chneifio.

Ffig. 1 Cynllun y broses o hyfforddi gwifrau'n fecanyddol:1 gwifren twngsten,2 coil gyda gwifren i ddadrilio,3 system o chwe marw cylchdroi,4 coil troellog,5 torri pwysau, a6 brêc (silindr dur gyda band o efydd tun o'i gwmpas)

2. Arbrawf

Perfformiwyd CDT o wifren twngsten â diamedr o 200 μm ar ddyfais brawf a adeiladwyd yn arbennig y dangosir ei chynllun yn Ffig. 1. Gwifren heb ei hail (1) o'r coil

(2) gyda diamedr o 100 mm, wedi'i gyflwyno i system o chwe marw (3), gyda thyllau o'r un diamedr â'r wifren, sy'n cael eu gosod mewn amgaead cyffredin ac yn cylchdroi o amgylch yr echelin ar gyflymder o 1,350 rev / min. Ar ôl mynd trwy'r ddyfais, cafodd y wifren ei rilio ar y coil (4) gyda diamedr o 100 mm yn cylchdroi ar gyflymder o 115 rev / min. Mae paramedrau cymhwysol yn pennu cyflymder llinellol y wifren o'i gymharu â'r marw cylchdroi yw 26.8 mm/rev.

Roedd dyluniad priodol y system marw yn golygu bod pob ail farw yn troi'n ecsentrig (Ffig. 2), ac roedd pob darn o wifren a oedd yn mynd trwy'r marw cylchdroi yn destun plygu amlochrog parhaus gyda chneifio wedi'i anwytho gan smwddio ar ymyl arwyneb mewnol y marw.

Ffig. 2 Cynllun sgematig y marw cylchdroi (wedi'i labelu â rhif3 yn Ffig. 1)

Ffig. 3 System o farw: golwg gyffredinol; b rhannau sylfaenol:1 canrif yn marw,2 ecsentrig yn marw,3 modrwyau spacer

Roedd gwifren unreeled o dan ddylanwad straen cychwynnol oherwydd cymhwyso tensiwn, sydd nid yn unig yn ei amddiffyn rhag ymlyniad, ond hefyd yn pennu cyfranogiad cydfuddiannol plygu a chneifio anffurfiad. Roedd yn bosibl cyflawni hyn diolch i'r brêc wedi'i osod ar y coil ar ffurf stribed efydd tun wedi'i wasgu gan bwysau (a ddynodwyd yn 5 a 6 yn Ffig. 1). Mae Ffigur 3 yn dangos ymddangosiad hyfforddiant y ddyfais wrth ei blygu, a phob un o'i gydrannau. Perfformiwyd hyfforddiant gwifrau gyda dau bwysau gwahanol:

4.7 a 8.5 N, hyd at bedwar yn mynd trwy'r set o farw. Roedd straen echelinol yn cyfateb i'r 150 a 270 MPa yn y drefn honno.

Perfformiwyd prawf tynnol ar wifren (yn y cyflwr cychwynnol ac wedi'i hyfforddi) ar beiriant profi Zwick Roell. Hyd mesurydd samplau oedd 100 mm a chyfradd straen tynnol oedd

8×10⁻³ s⁻¹. Ym mhob achos, un pwynt mesur (ar gyfer pob un

o'r amrywiadau) yn cynrychioli o leiaf bum sampl.

Perfformiwyd prawf TT ar gyfarpar arbennig y dangosir ei gynllun yn Ffig. 4 a gyflwynwyd yn gynharach gan Bochniak et al. (2010). Gosodwyd canol y wifren twngsten (1) gyda hyd o 1 m mewn dalfa (2), ac yna ei phennau, ar ôl mynd trwy'r rholiau canllaw (3), a gosod pwysau (4) o 10 N yr un, eu rhwystro mewn clamp (5). Arweiniodd symudiad cylchdro'r dalfa (2) at weindio dau ddarn o wifren

(wedi'u reeled arnynt eu hunain), gyda phennau sefydlog y sampl a brofwyd, gyda chynnydd graddol o straen tynnol.

Canlyniad y prawf oedd nifer y troeon (N_T) angen rhwygo'r wifren ac fel arfer digwyddodd ar flaen y tangle ffurfiedig, fel y dangosir yn Ffig. 5. Perfformiwyd o leiaf ddeg prawf fesul amrywiad. Ar ôl yr hyfforddiant, roedd gan y wifren siâp tonnog bach. Dylid pwysleisio yn ôl papurau Bochniak a Pieła (2007) [4] a Filipek (2010)

[5] mae'r prawf TT yn ddull syml, cyflym a rhad o ganfod priodweddau technolegol gwifrau y bwriedir eu dirwyn i ben.

Ffig. 4 Cynllun y prawf TT:1 gwifren wedi'i phrofi,2 dal wedi'i gylchdroi gan fodur trydan, ynghyd â'r ddyfais recordio twist,3 rholiau tywys,4pwysau,5 safnau yn clampio pennau gwifren

3. Canlyniadau

Dangosir effaith tensiwn cychwynnol a nifer y pasiadau yn y broses CDT ar briodweddau gwifrau twngsten yn y Ffigys. 6 a 7. Mae gwasgariad mawr o baramedrau mecanyddol gwifren a gafwyd yn dangos graddfa anhomogenedd y deunydd a geir gan dechnoleg powdr, ac felly, mae'r dadansoddiad a wneir yn canolbwyntio ar dueddiadau newidiadau priodweddau a brofwyd ac nid ar eu gwerthoedd absoliwt.

Nodweddir gwifren twngsten masnachol gan werthoedd cyfartalog straen cynnyrch (YS) sy'n hafal i 2,026 MPa, cryfder tynnol eithaf (UTS) o 2,294 MPa, cyfanswm elongation o

A≈2.6 % a'r N_Tcymaint a 28. Beth bynnag am y

maint y tensiwn cymhwysol, mae CDT yn arwain at ychydig bach yn unig

gostyngiad o UTS (heb fod yn fwy na 3 % ar gyfer y wifren ar ôl pedwar tocyn), a'r ddau YS aA aros yn gymharol ar yr un lefel (Ffig. 6a–c a 7a–c).

Ffig. 5 Golygfa o'r wifren twngsten ar ôl torri asgwrn yn y prawf TT

Ffig. 6 Effaith hyfforddiant mecanyddol (nifer y pasys n) ar fecanyddol (a–c) a thechnolegol (d) (a ddiffinnir gan N_Tyn y prawf TT) priodweddau gwifren twngsten; gwerth pwysau atodedig o 4.7 N

Mae CDT bob amser yn arwain at gynnydd sylweddol yn nifer y troellau gwifren N_T. Yn benodol, ar gyfer y ddau docyn cyntaf, mae N_Tyn cyrraedd mwy na 34 ar gyfer tensiwn o 4.7 N a bron i 33 ar gyfer tensiwn o 8.5 N. Mae hyn yn cynrychioli cynnydd o tua 20 % mewn perthynas â'r wifren fasnachol. Mae cymhwyso nifer uwch o docynnau yn arwain at gynnydd pellach mewn N_Tdim ond yn achos hyfforddiant o dan densiwn o 4.7 N. Mae'r wifren ar ôl pedwar pasiad yn dangos maint cyfartalog N_Tyn fwy na 37, sydd, o'i gymharu â'r wifren yn ei chyflwr cychwynnol, yn cynrychioli cynnydd o dros 30 %. Ni fyddai hyfforddiant pellach i’r wifren ar densiynau uwch bellach yn newid maint yr N a gyflawnwyd yn flaenorol_Tgwerthoedd (Ffig. 6d a 7d).

4. Dadansoddi

Mae'r canlyniadau a gafwyd yn dangos nad yw'r dull a ddefnyddir ar gyfer gwifren twngsten CDT yn ymarferol yn newid ei baramedrau mecanyddol a bennir mewn profion tynnol (dim ond ychydig o ostyngiad oedd yn y cryfder tynnol eithaf), ond cynyddodd ei gryfder tynnol yn sylweddol.

eiddo technolegol yn bwriadu ar gyfer cynhyrchiad troellau; cynrychiolir hyn gan nifer y troeon trwstan yn y prawf TT. Mae hyn yn cadarnhau canlyniadau astudiaethau cynharach gan Bochniak a Pieła (2007)

[4] am y diffyg cydgyfeirio o'r canlyniadau prawf tynnol ag ymddygiad a arsylwyd o wifrau yn y broses gynhyrchu troellau.

Mae adwaith gwifrau twngsten ar y broses CDT yn dibynnu'n sylweddol ar y tensiwn cymhwysol. Mewn grym tensiwn isel, mae un yn arsylwi twf parabolig yn nifer y troeon gyda nifer y pasiau, tra bod cymhwyso gwerthoedd mwy o densiwn yn arwain (eisoes ar ôl dau basio) i gyflawni cyflwr dirlawnder a sefydlogi technolegol a gafwyd yn flaenorol. eiddo (Ffig. 6d a 7d).

Mae ymateb mor amrywiol o'r wifren twngsten yn tanlinellu'r ffaith mai maint y tensiwn sy'n pennu'r newid meintiol yng nghyflwr straen a chyflwr dadffurfiad y defnydd ac o ganlyniad ei ymddygiad elastig-plastig. Mae defnyddio tensiwn uwch yn ystod y broses o blygu plastig mewn gwifren yn pasio rhwng canlyniadau marw wedi'u camlinio olynol i radiws plygu gwifrau llai; felly, mae'r straen plastig mewn cyfeiriad sy'n berpendicwlar i echel y wifren sy'n gyfrifol am y mecanwaith cneifio yn fwy ac yn arwain at lif plastig lleol yn y bandiau cneifio. Ar y llaw arall, mae tensiwn isel yn achosi i'r broses CDT o wifren ddigwydd gyda mwy o gyfranogiad o straen elastig (hynny yw, mae'r rhan straen plastig yn llai), sy'n ffafrio goruchafiaeth anffurfiad homo-genaidd. Mae'r sefyllfaoedd hyn yn amlwg yn wahanol i'r hyn sy'n digwydd yn ystod y prawf tynnol unixial.

Dylid nodi hefyd bod CDT yn gwella'r nodweddion technegol ar gyfer gwifrau o ansawdd digonol yn unig, hy, heb unrhyw ddiffygion mewnol sylweddol (mandyllau, gwagleoedd, diffyg parhad, micro-graciau, diffyg adlyniad parhad digonol ar ffiniau grawn, ac ati. .) sy'n deillio o gynhyrchu gwifren gan meteleg powdr. Fel arall, gwasgariad cynyddol gwerth y troeon N_Tynghyd â chynnydd yn nifer y pasiau yn dynodi gwahaniaeth dyfnhau o strwythur gwifren yn ei wahanol rannau (yn estynedig) felly gall hefyd fod yn faen prawf defnyddiol ar gyfer asesu ansawdd gwifren fasnachol. Bydd y problemau hyn yn destun ymchwiliadau yn y dyfodol.

Ffig. 7 Effaith hyfforddiant mecanyddol (nifer y pasys n) ar fecanyddol (a–c) a thechnolegol (d) (a ddiffinnir gan N_Tyn y prawf TT) priodweddau gwifren twngsten; gwerth pwysau atodedig o 8.5 N

5. Casgliadau

1, mae CDT o wifrau twngsten yn gwella eu priodweddau technolegol, fel y'u diffinnir yn y dirdro gyda phrawf tensiwn gan N_Tcyn torri.

2, Cynnydd y N_Tmynegai o tua 20 % yn cael ei gyrraedd gan wifren sy'n destun dwy gyfres o CDT.

3, Mae maint y tensiwn gwifren yn y broses o CDT yn cael effaith sylweddol ar ei briodweddau technolegol wedi'i ddirywio gan werth y N_Tmynegai. Cyrhaeddwyd ei werth uchaf gan wifren a oedd yn destun ychydig o densiwn (straen tynnol).

4， Ni chyfiawnheir defnyddio tensiwn uwch a mwy o gylchoedd o blygu amlochrog gyda chneifio oherwydd ei fod yn arwain at sefydlogi gwerth yr N a gyrhaeddwyd yn flaenorol._Tmynegai.

5， Nid yw gwelliant sylweddol o eiddo technolegol y wifren twngsten CDT yn cyd-fynd â newid mewn paramedrau mecanyddol a bennir mewn prawf tynnol, gan gadarnhau'r gred a ddelir yn defnyddioldeb isel prawf o'r fath i ragweld ymddygiad technolegol y wifren.

Mae canlyniadau arbrofol a gafwyd yn dangos addasrwydd CDT gwifren twngsten ar gyfer cynhyrchu troellau. Yn benodol, yn seiliedig ar y dull a ddefnyddir ar gyfer datblygu hyd y wifren yn olynol, mae plygu cylchol, amlgyfeiriad heb lawer o straen, yn achosi llacio'r straen mewnol. Am y rheswm hwn, mae yna gyfyngiad i dueddiad y wifren dorri yn ystod ffurfio plastig troellau. O ganlyniad, cadarnhawyd bod lleihau maint y gwastraff o dan amodau gweithgynhyrchu yn cynyddu effeithlonrwydd y broses gynhyrchu trwy ddileu amser segur offer cynhyrchu awtomataidd lle, ar ôl torri'r wifren, rhaid gweithredu stop brys "â llaw" gan y gweithredwr.