1. Enkonduko

Volframaj dratoj, kun dikeco de pluraj ĝis dekoj da mikrometroj, estas plaste formitaj en spiralojn kaj uzitaj por inkandeskaj kaj malŝarĝaj lumfontoj. Dratfabrikado baziĝas sur la pulvora teknologio, t.e., volframa pulvoro akirita per kemia procezo estas submetita sinsekve al premado, sinterizado kaj plasta formado (rotacia forĝado kaj tirado). Notu, ke la dratvolva procezo devas rezultigi bonajn plastajn ecojn kaj "ne tro altan" elastecon. Aliflanke, pro la ekspluatadkondiĉoj de spiraloj, kaj ĉefe, la bezonata alt-flua rezisto, rekristaligitaj dratoj ne taŭgas por produktado, precipe se ili havas krudgrajnan strukturon.

Modifi la mekanikajn kaj plastajn ecojn de metalaj materialoj, precipe, reduktante la fortan laboron malmolan sen kalcia traktado eblas uzante mekanikan trejnadon. Ĉi tiu procezo konsistas el submeti la metalon al ripeta, alterna kaj malalt-plasta deformado. La efikoj de cikla kontraŭflekso sur mekanikaj trajtoj de metaloj estas dokumentitaj, inter aliaj, en la artikolo de Bochniak kaj Mosor [1], ĉi tie uzante CuSn 6.5% stanaj bronzstrioj. Estis montrite, ke mekanika trejnado kondukas al labormoligo.
Bedaŭrinde, la mekanikaj parametroj de volframaj dratoj determinitaj en simplaj unuaksaj streĉaj provoj estas multe nesufiĉaj por antaŭdiri sian konduton en la produktadprocezo de spiraloj. Tiuj dratoj, malgraŭ similaj mekanikaj trajtoj, ofte estas karakterizitaj per signife malsama malsaniĝemeco al volvaĵo. Tial, kiam oni taksas la teknologiajn trajtojn de volframa drato, la rezultoj de la sekvaj provoj estas konsiderataj pli fidindaj: kerndratvolvaĵo, unudirekta tordo, tranĉil-randa kunpremado, flekso-kaj-streĉado, aŭ reigebla bendo [2] . Lastatempe, nova teknologia testo estis proponita [3], en kiu la drato estas submetita al samtempa tordo kun streĉiĝo (TT-testo), kaj la streĉa stato — laŭ la opinio de la aŭtoroj — estas proksima al tio, kio okazas en la produktada procezo. de la fila-mentoj. Plie, la rezultoj de TT-testoj faritaj sur tung-sten-dratoj kun malsamaj diametroj montris ĝian kapablon antaŭvidi ilian postan konduton dum teknologiaj procezoj [4, 5].

La celo de la ĉi tie prezentita laboro estas respondi la demandon ĉu, kaj se, kiomgrade la uzo de bicikla deformadtraktado (CDT) sur volframa drato per kontinua plurflanka fleksado kun tonda metodo [6] povas modifi ĝian mekanikan kaj teknologian. gravaj propraĵoj.

Ĝenerale, la cikla deformado de metaloj (ekz., per streĉiĝo kaj kunpremado aŭ duflanka fleksado) povas esti akompanita de du malsamaj strukturaj procezoj. La unua estas karakteriza por la deformación kun malgrandaj ampleksoj kaj

implikas tielnomitajn lacecfenomenojn, rezultigante la forte labor-harditan metalon iĝantan streĉite moligitan antaŭ ol ĝia detruo okazas [7].

La dua procezo, domina dum deformado kun alt-trostreĉiĝaj amplitudoj, produktas fortan heterogenigon de plastaj flu-generaj tondobendoj. Sekve, ekzistas drasta fragmentiĝo de la metala strukturo, precipe, la formado de nano-grandaj grajnoj, tiel, signifa pliiĝo en ĝiaj mekanikaj trajtoj koste de laborebleco. Tia efiko estas akirita en ekz., kontinua ripetema ondado kaj rektiga metodo evoluigita de Huang et al. [8], kiu konsistas el multoblaj, alternaj, preterpasantaj (ruliĝantaj) strioj inter la "adantaj" kaj glataj ruloj, aŭ laŭ pli sofistika maniero, kiu estas metodo de kontinua fleksado sub streĉiteco [9], kie la streĉita strio estas kontraŭfleksita pro reigebla movado laŭ sia longo de aro de turniĝantaj ruloj. Kompreneble, la ampleksa fragmentiĝo de grajnoj ankaŭ povas esti akirita dum monotona deformado kun granda trostreĉiĝo, uzante la tielnomitajn Severe Plastic Deformation-metodojn, aparte, metodojn de Equal Channel Angular Extrusion [10] plej ofte kontentigante la kondiĉojn por simplaj. tondo de metalo. Bedaŭrinde, ili estas ĉefe uzataj en laboratorioskalo kaj ĝi estas teknike ne ebla

uzi ilin por akiri specifajn mekanikajn ecojn de longaj strioj aŭ dratoj.

Kelkaj provoj ankaŭ estis faritaj por taksi la influon de cikle ŝanĝiĝanta tondo aplikita kun malgrandaj unuodeformadoj sur la kapablo aktivigi la lacecfenomenojn. La rezultoj de eksperimentaj studoj faritaj [11] sur strioj de kupro kaj kobalto per kontraŭfleksado kun tondado konfirmis ĉi-supran tezon. Kvankam la kontraŭflekso kun tonda metodo estas sufiĉe facila por esti aplikata al plataj metalaj partoj, la pli rekta apliko por dratoj ne havas sencon, ĉar, laŭdifine, ĝi ne garantias akiri homogenan strukturon, kaj tiel identajn ecojn sur la cirkonferenco (kun arbitre orientita radiuso) de la drato. Tial, ĉi tiu artikolo utiligas lastatempe formitan kaj originan metodon de CDT dizajnita por maldikaj dratoj, bazita sur kontinua plurflanka fleksado kun tondado.

Fig. 1 Skemo de la procezo de mekanika trejnado de dratoj:1 volframa drato,2 bobeni kun drato por malbobeni,3 sistemo de ses rotaciaj ĵetkuboj,4 bobena bobeno,5 rompi pezon, kaj6 bremso (ŝtala cilindro kun bendo el stana bronzo ĉirkaŭ ĝi)

2. Eksperimento

CDT de volframa drato kun diametro de 200 μm estis farita sur speciale konstruita testa aparato, kies skemo estas montrita en Fig. 1. Nebobenita drato (1) el la bobeno

(2) kun diametro de 100 mm, estis enkondukita en sistemon de ses ĵetkuboj (3), kun truoj de la sama diametro kiel la drato, kiuj estas fiksitaj en komuna loĝejo kaj turniĝantaj ĉirkaŭ la akso kun rapideco de 1.350 rev/. min. Trapasinte la aparaton, la drato estis bobenita sur la bobeno (4) kun diametro de 100 mm turniĝanta kun rapideco de 115 rev/min. Aplikitaj parametroj decidas, ke la linia rapido de drato relative al la rotaciaj ĵetkuboj estas 26.8 mm/rev.

Taŭga dezajno de la ĵetkubsistemo signifis ke ĉiu dua ĵetkubo turniĝis ekscentre (Fig. 2), kaj ĉiu peco de drato pasanta tra la rotaciaj ĵetkuboj estis submetita al kontinua plurflanka fleksado kun tondo induktita per glado ĉe la rando de interna surfaco de la ĵetkuboj.

Fig. 2 Skema aranĝo de la rotaciaj ĵetkuboj (etikeditaj per numero3 en Fig. 1)

Fig. 3 Sistemo de ĵetkuboj: ĝenerala vido; b bazaj partoj:1 centraj mortas,2 ekscentraj ĵetkuboj,3 interspaciringoj

Nevolvita drato estis sub la influo de komenca streso pro aplikado de streĉiĝo, kiu ne nur protektas ĝin kontraŭ implikiĝo, sed ankaŭ determinas reciprokan partoprenon de fleksado kaj tonda deformado. Ĉi tio eblis atingi danke al la bremso muntita sur la bobeno en formo de stana bronza strio premita per pezo (nomata kiel 5 kaj 6 en Fig. 1). Figuro 3 montras la aspekton de la aparato trejnado kiam faldita, kaj ĉiu el ĝiaj komponantoj. Trejnado de dratoj estis farita kun du malsamaj pezoj:

4,7 kaj 8,5 N, ĝis kvar pasas tra la aro de ĵetkuboj. Aksa streĉo sumiĝis respektive al la 150 kaj 270 MPa.

Streĉita provo de drato (kaj en komenca stato kaj trejnita) estis farita sur la Zwick Roell-testmaŝino. La mezurlongo de la specimenoj estis 100 mm kaj la streĉa streĉiĝo estis

8×10⁻³ s⁻¹. En ĉiu kazo, unu mezurpunkto (por ĉiu

de la variantoj) reprezentas almenaŭ kvin specimenojn.

TT-testo estis farita sur speciala aparato, kies skemo estas montrita en Fig. 4 pli frue prezentita de Bochniak et al. (2010). La centro de la volframa drato (1) kun longo de 1 m estis metita en kaptaĵon (2), kaj tiam ĝiaj finoj, post trapasado de la gvidruloj (3), kaj alfiksado de pezoj (4) de 10 N ĉiu, estis blokitaj per krampo (5). La rotacia movo de la kaptaĵo (2) rezultigis la volvaĵon du pecojn da drato

(bobenitaj sur si mem), kun fiksaj finoj de la provita specimeno, estis efektivigita kun laŭgrada pliiĝo de streĉaj streĉoj.

La testrezulto estis la nombro da tordaĵoj (N_T) bezonis por rompi la draton kaj kutime okazis ĉe la fronto de la formita implikaĵo, kiel montrite en Fig. 5. Almenaŭ dek provoj per varianto estis faritaj. Post la trejnado, la drato havis iomete ondan formon. Oni devas emfazi, ke laŭ artikoloj de Bochniak kaj Pieła (2007) [4] kaj Filipek (2010)

[5] la TT-testo estas simpla, rapida kaj malmultekosta metodo por determini la teknologiajn trajtojn de dratoj destinitaj por bobenado.

Fig. 4 Skemo de la TT-testo:1 provita drato,2 kaptaĵo rotaciita per elektra motoro, kunligita kun la torda registra aparato,3 gvidruloj,4pezoj,5 makzeloj krampante la finojn de drato

3. Rezultoj

La efiko de komenca streĉiĝo kaj la nombro da enirpermesiloj en la CDT-procezo sur la trajtoj de volframaj dratoj estas montritaj en Figoj. 6 kaj 7. Granda disvastigo de akiritaj mekanikaj parametroj de drato ilustras la skalon de malhomogeneeco de la materialo akirita per pulvora teknologio, kaj tial, la analizo farita fokusiĝas al la tendencoj de ŝanĝoj de provitaj propraĵoj kaj ne al iliaj absolutaj valoroj.

Komerca volframa drato estas karakterizita per averaĝaj valoroj de rezistostreso (YS) egala al 2,026 MPa, finfina tirstreĉo-rezisto (UTS) de 2,294 MPa, totala plilongigo de

A≈2.6 % kaj la N_Ttiom kiom 28. Sendepende de la

grandeco de la aplikata streĉiĝo, CDT rezultigas nur malgrandan

malpliiĝo de UTS (ne superante 3 % por la drato post kvar paŝoj), kaj ambaŭ YS kajA restas relative je la sama nivelo (Fig. 6a–c kaj 7a–c).

Fig. 5 Vido de la volframa drato post frakturo en la TT-testo

Fig. 6 Efiko de mekanika trejnado (nombro da enirpermesiloj n) pri mekanika (a–c) kaj teknologia (d) (difinita de N_Ten la TT-testo) ecoj de volframa drato; alkroĉita pezvaloro de 4,7 N

CDT ĉiam kondukas al signifa pliiĝo en la nombro da drataj tordaĵoj N_T. Aparte, por la unuaj du enirpermesiloj, N_Tatingas pli ol 34 por streĉiĝo de 4,7 N kaj preskaŭ 33 por streĉiĝo de 8,5 N. Ĉi tio reprezentas pliiĝon de proksimume 20 % rilate al la komerca drato. Apliki pli altan nombron da enirpermesiloj kondukas al plia pliiĝo de N_Tnur en la kazo de trejnado sub streĉiĝo de 4,7 N. La drato post kvar paŝoj montras la averaĝan grandecon de N._Tsuperante 37, kio, kompare kun la drato en komenca stato, reprezentas pliiĝon de pli ol 30 %. Plia trejnado de la drato ĉe pli altaj streĉitecoj ne plu ŝanĝus la grandecon de antaŭe atingita N_Tvaloroj (Fig. 6d kaj 7d).

4. Analizo

La akiritaj rezultoj montras, ke la metodo uzata por volframa drato CDT praktike ne ŝanĝas ĝiajn mekanikajn parametrojn determinitajn en streĉaj provoj (estis nur eta malkresko en finfina tirforto), sed signife pliigis ĝian

teknologiaj propraĵoj intencas produktadon de spiraloj; ĉi tio estas reprezentita per la nombro da tordaĵoj en la TT-testo. Tio konfirmas la rezultojn de pli fruaj studoj de Bochniak kaj Pieła (2007)

[4] pri la manko de konverĝo de la streĉaj testrezultoj kun la observita konduto de dratoj en la produktadprocezo de spiraloj.

La reago de volframaj dratoj sur la procezo de CDT signife dependas de la aplikata streĉiĝo. Ĉe malalttensia forto, oni observas parabolan kreskon en la nombro da tordoj kun la nombro da enirpermesiloj, dum la aplikado de pli grandaj valoroj de streĉiĝo kondukas (jam post du enirpermesiloj) al la atingo de la stato de saturiĝo kaj la stabiligo de antaŭe akirita teknologia. propraĵoj (Fig. 6d kaj 7d).

Tia multfaceta respondo de la volframdrato substrekas la fakton ke la grando de streĉiteco determinas la kvantan ŝanĝon kaj de la streĉa stato kaj la deformadstato de la materialo kaj sekve ĝian elastan-plastan konduton. Uzi pli altan streĉitecon dum la procezo de plasta fleksado en drato pasanta inter sinsekvaj misalignitaj ĵetkuboj rezultas al pli malgranda drat-fleksada radiuso; tial, la plasta trostreĉiĝo en direkto perpendikulara al la akso de la drato respondeca por la mekanismo de tondo estas pli granda kaj kondukas al lokalizita plasta fluo en la tondobendoj. Aliflanke, malalta streĉiĝo igas la CDT-procezon de drato okazi kun pli granda partopreno de elasta trostreĉiĝo (t.e., la plasta trostreĉiĝoparto estas pli malgranda), kiu favoras la dominecon de homogena deformado. Tiuj situacioj estas klare diferencaj de tiu okazanta dum la unuaksa tirstreĉo.

Oni devas ankaŭ rimarki, ke CDT plibonigas la teknologiajn trajtojn nur por dratoj kun sufiĉa kvalito, t.e., sen signifaj internaj difektoj (poroj, malplenoj, malkontinuecoj, mikrofendetoj, manko de sufiĉa kontinueco-adhero ĉe grenlimoj, ktp. .) rezultanta el la produktado de drato per pulvormetalurgio. Alie, la kreskanta disvastigo de akirita valoro de tordaĵoj N_Tkune kun pliiĝo en la nombro da enirpermesiloj indikas profundiĝantan diferencigon de dratstrukturo en ĝiaj diversaj partoj (ĉe longo) tiel povas ankaŭ funkcii kiel utila kriterio por taksi la kvaliton de komerca drato. Ĉi tiuj problemoj estos la temo de estontaj esploroj.

Fig. 7 Efiko de mekanika trejnado (nombro da enirpermesiloj n) pri mekanika (a–c) kaj teknologia (d) (difinita de N_Ten la TT-testo) ecoj de volframa drato; alkroĉita pezvaloro de 8,5 N

5. Konkludoj

1， CDT de volframaj dratoj plibonigas siajn teknologiajn ecojn, kiel difinite en la tordo kun streĉa testo de N._Tantaŭ rompiĝo.

2， La pliiĝo de la N_Tindico je ĉirkaŭ 20 % estas atingita per drato submetita al du serioj de CDT.

3， La grandeco de la drattensio en la procezo de CDT havas signifan efikon al siaj teknologiaj trajtoj difinitaj per la valoro de la N._Tindekso. Ĝia plej alta valoro estis atingita per drato submetita al eta streĉiĝo (streĉa streĉo).

4， Uzi kaj pli altan streĉiĝon kaj pli da cikloj de plurflanka fleksado kun tondado ne estas pravigita ĉar ĝi nur rezultigas stabiligi la antaŭe atingitan valoron de la N._Tindekso.

5， La signifa plibonigo de teknologiaj propraĵoj de la CDT-volframa drato ne estas akompanata de ŝanĝo de mekanikaj parametroj determinitaj en streĉa provo, konfirmante la kredon pri la malalta uzebleco de tia provo por antaŭvidi la teknologian konduton de la drato.

Akiritaj eksperimentaj rezultoj pruvas la taŭgecon CDT de volframa drato por la produktado de spiraloj. Precipe, surbaze de la metodo uzata por sinsekve progresigi la dratlongon, cikla, plurdirekta fleksado kun malmulte da streĉiĝo, kaŭzas malstreĉiĝon de la internaj streĉoj. Tial, ekzistas limigo al la tendenco de la drato rompo dum la plasta formado de spiraloj. Kiel rezulto, estis konfirmite, ke redukti la kvanton de malŝparo sub produktadkondiĉoj pliigas la efikecon de la produktadprocezo per forigo de malfunkcio aŭtomatigita produktada ekipaĵo en kiu, post rompado de la drato, krizhalto devas esti "mane" aktivigita. de la funkciigisto.