1. Ynlieding

Wolfram triedden, mei in dikte fan ferskate oant tsientallen mikrometers, wurde plastysk foarme yn spiralen en brûkt foar gloeilampen en ûntliene ljocht boarnen. De produksje fan draad is basearre op de poedertechnology, dat wol sizze wolfraampoeder krigen troch in gemysk proses wurdt opienfolgjend ûnderwurpen oan drukken, sinterjen en foarmjen fan plastyk (rotearjend smeden en tekenjen). Tink derom dat it proses fan draadwikkeljen moat resultearje yn goede plestikeigenskippen en "net te hege" elastisiteit. Oan 'e oare kant, troch de eksploitaasjebetingsten fan spiralen, en boppe alles, de fereaske hege krûpferset, binne rekristallisearre triedden net geskikt foar produksje, benammen as se in grofkorrelige struktuer hawwe.

It feroarjen fan de meganyske en plestik eigenskippen fan metalen materialen, yn it bysûnder, it ferminderjen fan it sterke wurk hurde-ening sûnder in annealing behanneling is mooglik mei help fan me-chanical training. Dit proses bestiet út it ûnderwerp fan it metaal oan werhelle, ôfwikseljende, en leech-plastyske deformaasje. De effekten fan cyclyske kontraflexure op meganyske eigenskippen fan metalen binne ûnder oaren dokumintearre yn Bochniak en Mosor's [1] papier, hjirby mei CuSn 6,5% tin brûnzen strips. It waard oantoand dat meganyske training liedt ta in wurk verzachten.
Spitigernôch binne de meganyske parameters fan wolfraamdraden bepaald yn ienfâldige uniaxiale trektests fier net genôch om har gedrach te foarsizzen yn it produksjeproses fan spiralen. Dizze triedden, nettsjinsteande ferlykbere meganyske eigenskippen, wurde faak karakterisearre troch signifikant ferskillende gefoelichheid foar winding. Dêrom, by it beoardieljen fan de technologyske skaaimerken fan wolfraamdraad, wurde de resultaten fan 'e folgjende tests beskôge as betrouberer: kearndraaien, unidirectional torsion, mes-edge kompresje, bend-en-stretch, of reversibele banding [2] . Koartlyn waard in nije technologyske test foarsteld [3], wêrby't de tried wurdt ûnderwurpen wurde oan simultane torsion mei spanning (TT-test), en de stress steat - yn 'e miening fan' e auteurs - is tichtby dat wat bart yn it produksjeproses fan de filamenten. Boppedat hawwe de resultaten fan TT-tests útfierd op wolfraamdraden mei ferskate diameters syn fermogen sjen litten om har lettere gedrach te antisipearjen tidens technologyske prosessen [4, 5].

It doel fan it hjir presintearre wurk is om de fraach te beantwurdzjen oft, en as, yn hoefier't it gebrûk fan fytsdeformaasjebehanneling (CDT) op wolfraamdraad troch trochgeande multilaterale bûgen mei skuormetoade [6], syn meganyske en technologyske feroaring kin feroarje. wichtige eigenskippen.

Yn 't algemien kin de syklyske ferfoarming fan metalen (bygelyks troch spanning en kompresje of bilaterale bûging) begelaat wurde troch twa ferskillende strukturele prosessen. De earste is karakteristyk foar de deformation mei lytse amplituden en

It giet om saneamde wurgensferskynsels, mei as gefolch dat it sterk bewurke metaal feroaret yn in strain-fersachte ien foardat it ferneatiget [7].

It twadde proses, dominant by deformaasje mei hege-strain amplituden, produsearret sterke heterogenization fan plestik flow-generearjende shear bands. Dêrtroch is d'r in drastyske fersnippering fan 'e metalen struktuer, benammen de foarming fan nano-grutte korrels, dus in signifikante ferheging fan har meganyske eigenskippen ten koste fan wurkberens. Sa'n effekt wurdt krigen yn bgl, trochgeande repetitive corrugation en rjochtsjen metoade ûntwikkele troch Huang et al. [8], dy't bestiet út meardere, alternatyf, trochjaan (rôljen) fan strips tusken de "gear" en glêde rollen, of yn in mear ferfine wize, dat is in metoade fan kontinu bûgen ûnder spanning [9], dêr't de spande strip wurdt contraflexed troch in omkearbere beweging lâns syn lingte fan set fan rotearjende rollen. Fansels kin de wiidweidige fragmintaasje fan kerrels ek krigen wurde by monotone deformaasje mei grutte spanning, mei de saneamde Severe Plastic Deformation metoaden, benammen metoaden fan Equal Channel Angular Extrusion [10] dy't meastentiids foldogge oan de betingsten foar ienfâldige skjirre fan metaal. Spitigernôch wurde se benammen brûkt op laboratoariumskaal en is it technysk net mooglik

om se te brûken om spesifike meganyske eigenskippen fan lange strips of triedden te krijen.

Guon besykjen binne ek dien om de ynfloed te beoardieljen fan cyclysk feroarjende skuorre dy't tapast wurdt mei lytse ienheidsdeformaasjes op 'e mooglikheid om de wurgensferskynsels te aktivearjen. De resultaten fan eksperimintele stúdzjes útfierd [11] op strips fan koper en kobalt troch contraflexure mei skuorre befêstige de boppesteande proefskrift. Hoewol de metoade foar kontraflexure mei skuorre frij maklik te brûken is op platte metalen dielen, hat de mear direkte tapassing foar triedden gjin sin, om't it per definysje net garandearret it krijen fan homogene struktuer, en dus identike eigenskippen op de omtrek (mei willekeurich rjochte radius) fan de tried. Om dizze reden, dit papier brûkt in nij foarme en orizjinele metoade fan CDT ûntwurpen foar tinne triedden, basearre op trochgeande multilaterale bûgen mei shearing.

Fig. 1 Skema fan it proses fan meganyske training fan triedden:1 wolfraam draad,2 spoel mei draad om út te rollen,3 systeem fan seis rotearjende dies,4 wikkeling,5 break gewicht, en6 rem (stalen silinder mei in bân fan tin brûns der omhinne)

2. Eksperimintearje

CDT fan wolfraam tried mei in diameter fan 200 μm waard útfierd op in spesjaal konstruearre test apparaat waans skema wurdt werjûn yn Fig.. 1. Unreeled tried (1) út de coil

(2) mei diameter fan 100 mm, waard yntrodusearre yn in systeem fan seis dies (3), mei gatten fan deselde diameter as de tried, dy't wurde fêstmakke yn in mienskiplike húsfesting en draaie om de as mei in snelheid fan 1.350 rev / min. Nei it trochrinnen fan it apparaat waard de draad op 'e spoel (4) mei in diameter fan 100 mm draaiend mei in snelheid fan 115 omw / min. Applied parameters beslute fan de lineêre snelheid fan tried relatyf oan de rotearjende dies is 26,8 mm / rev.

Passend ûntwerp fan de dies systeem betsjutte dat elke twadde die draaide eksintrysk (figuer 2), en elk stik tried troch de draaiende dies waard ûnderwurpen oan trochgeande multilaterale bûgen mei shearing inducted troch strijken oan 'e râne fan binnenste oerflak fan' e dies.

Fig. 2 Skematyske yndieling fan de rotearjende dies (markearre mei nûmer3 yn Fig. 1)

figuer 3 System fan dies: in algemiene werjefte; b basisûnderdielen:1 sintraal dies,2 eksintrike stjerren,3 spacer ringen

Unreeled tried wie ûnder de ynfloed fan inisjele stress fanwege tapassing fan spanning, dy't net allinnich beskermet it út ferstriken, mar ek bepaalt ûnderlinge dielname fan bûgen en shearing deformation. Dit wie mooglik te berikken tank oan de rem monteard op 'e spoel yn' e foarm fan in tin brûnzen strip yndrukt troch in gewicht (oanwiisd as 5 en 6 yn Fig. 1). Figuer 3 toant it uterlik fan it apparaat training as fold, en elk fan syn komponinten. Training fan draden waard útfierd mei twa ferskillende gewichten:

4,7 en 8,5 N, oant fjouwer passes troch de set fan dies. Axiale spanning bedroech respektivelik de 150 en 270 MPa.

Tensile test fan tried (sawol yn earste steat en trained) waarden útfierd op de Zwick Roell test masine. Samples gauge lingte wie 100 mm en tensile strain rate wie

8x10⁻³ s⁻¹. Yn elk gefal, ien mjitpunt (foar elk

fan 'e farianten) fertsjintwurdiget op syn minst fiif samples.

TT test waard útfierd op in spesjale apparaat waans skema wurdt werjûn yn Fig.. 4 earder presintearre troch Bochniak et al. (2010). It sintrum fan 'e wolfraamdraad (1) mei in lingte fan 1 m waard yn in fangen (2) pleatst, en dan syn einen, nei't se troch de gidsrollen (3) passeare, en gewichten (4) fan elk 10 N oanmeitsje, waarden blokkearre yn in klem (5). De draaiende beweging fan de fang (2) resultearre yn it opwikkeljen fan twa stikken tried

(reeled op harsels), mei fêste úteinen fan de hifke stekproef, waard útfierd mei in stadichoan tanimmen fan trekspanningen.

It testresultaat wie it oantal draaien (N_T) nedich om rupture de tried en meastal barde op 'e foarkant fan' e foarme tangle, lykas werjûn yn figuer 5. Op syn minst tsien tests per fariant waarden útfierd. Nei de training hie de tried in licht golvende foarm. It moat beklamme wurde dat neffens papieren fan Bochniak en Pieła (2007) [4] en Filipek (2010)

[5] de TT-test is in ienfâldige, rappe en goedkeape metoade om de technologyske eigenskippen te bepalen fan triedden bedoeld foar wikkeling.

Fig. 4 Skema fan de TT-test:1 test draad,2 fangen rotearre troch in elektryske motor, keppele oan it twist-opnameapparaat,3 gids rollen,4gewichten,5 kaken clamping de úteinen fan tried

3. Resultaten

It effekt fan inisjele spanning en it oantal passaazjes yn it CDT-proses op 'e eigenskippen fan wolfraamdraden wurde werjûn yn Fig. 6 en 7. In grutte fersprieding fan ferkrigen meganyske parameters fan draad yllustrearje de skaal fan inhomogeniteit fan it materiaal krigen troch poedertechnology, en dêrom rjochtet de útfierde analyze op 'e trends fan feroaringen fan testen eigenskippen en net op har absolute wearden.

Kommersjele wolfraamdraad wurdt karakterisearre troch gemiddelde wearden fan opbringsspanning (YS) lyk oan 2.026 MPa, ultime treksterkte (UTS) fan 2.294 MPa, totale elongaasje fan

A≈2,6% en de N_Tsafolle as 28. Nettsjinsteande de

omfang fan de tapaste spanning, CDT resultearret yn mar in lyts

fermindering fan UTS (net mear as 3% foar de tried nei fjouwer passes), en sawol YS enA relatyf op itselde nivo bliuwe (fig. 6a-c en 7a-c).

figuer 5 View fan de wolfraam tried nei fraktuer yn de TT test

Fig. 6 Effekt fan meganyske training (oantal passaazjes n) op meganysk (a–c) en technologysk (d) (definiearre troch N_Tyn 'e TT-test) eigenskippen fan wolfraamdraad; taheakke gewicht wearde fan 4,7 N

CDT liedt altyd ta in signifikante tanimming fan it oantal draaddraaien N_T. Benammen foar de earste twa passes, N_Tberikt mear as 34 foar in spanning fan 4,7 N en hast 33 foar in spanning fan 8,5 N. Dit stiet foar in ferheging fan likernôch 20% mei respekt foar de kommersjele draad. It tapassen fan in heger oantal passen liedt ta in fierdere tanimming fan N_Tallinnich yn it gefal fan training ûnder spanning fan 4,7 N. De draad nei fjouwer passes lit de gemiddelde grutte fan N sjen_Tmear as 37, dy't, yn ferliking mei de draad yn begjinstân, in tanimming fan mear as 30% fertsjintwurdiget. Fierdere training fan 'e draad by hegere spanningen soe de grutte fan earder berikte N net mear feroarje_Twearden (figuer 6d en 7d).

4. Analyse

De resultaten litte sjen dat de metoade brûkt foar wolfraamdraad CDT syn meganyske parameters praktysk net feroaret, bepaald yn trektests (d'r wie mar in lichte fermindering fan úteinlike treksterkte), mar signifikant ferhege syn

technologyske eigenskippen fan doel foar in spiralen produksje; dit wurdt fertsjintwurdige troch it oantal twists yn 'e TT-test. Dit befêstiget de resultaten fan eardere stúdzjes fan Bochniak en Pieła (2007)

[4] oer it gebrek oan konverginsje fan 'e resultaten fan' e tensile test mei it waarnommen gedrach fan draden yn it produksjeproses fan spiralen.

De reaksje fan wolfraam draden op it proses fan CDT hinget signifikant ôf fan 'e tapaste spanning. By leechspanningskrêft observearret men in parabolyske groei yn it oantal draaien mei it oantal passaazjes, wylst it tapassen fan gruttere wearden fan spanning liedt (al nei twa passes) ta it berikken fan 'e sêdingsteat en de stabilisaasje fan earder krigen technologyske eigenskippen (fig. 6d en 7d).

Sa'n diversifisearre reaksje fan 'e wolfraamdraad ûnderstreket it feit dat de omfang fan spanning de kwantitative feroaring bepaalt fan sawol de stressstatus as de deformaasjestân fan it materiaal en dêrtroch har elastysk-plastysk gedrach. Mei help fan hegere spanning yn it proses fan plestik bûgen yn wire passing tusken opienfolgjende misaligned dies resultaten ta in lytsere wire-bending radius; dêrfandinne, de plastic strain yn in rjochting loodrecht op 'e as fan' e tried ferantwurdlik foar it meganisme fan shear is grutter en liedt ta in pleatslik plastic stream yn 'e shear bands. Oan 'e oare kant feroarsake lege spanning dat it CDT-proses fan draad plakfynt mei gruttere partisipaasje fan elastyske strain (dat is, it plestik strain diel is lytser), wat de dominânsje fan homogene deformaasje begeunst. Dizze situaasjes binne dúdlik ferskillend fan dat dy't foarkomt tidens de uniaxiale trektest.

It moat ek opmurken wurde dat CDT de technologyske skaaimerken allinich ferbettert foar draden mei genôch kwaliteit, dat wol sizze, sûnder signifikante ynterne defekten (poaren, leechte, diskontinuïteiten, mikrobarsten, gebrek oan genôch kontinuïteit adhesion by nôtgrinzen, ensfh. .) gefolch fan de produksje fan tried troch poedermetallurgy. Oars, de tanimmende fersprieding fan krigen wearde fan twist N_Ttegearre mei in tanimming fan it oantal passes jout oan in ferdjipjen differinsjaasje fan tried struktuer yn syn ferskate dielen (op lingte) dus kin ek tsjinje as in nuttich kritearium foar it beoardieljen fan de kwaliteit fan in kommersjele tried. Dizze problemen sille it ûnderwerp wêze fan takomstige ûndersiken.

Fig. 7 Effekt fan meganyske training (oantal passaazjes n) op meganysk (a–c) en technologysk (d) (definiearre troch N_Tyn 'e TT-test) eigenskippen fan wolfraamdraad; taheakke gewicht wearde fan 8,5 N

5. Konklúzjes

1, CDT fan wolfraam triedden ferbetteret harren technologyske eigenskippen, lykas definiearre yn de torsion mei spanning test troch N_Tfoardat brekken.

2, De ferheging fan de N_Tyndeks troch likernôch 20% wurdt berikt troch in tried ûnderwurpen wurde oan twa rige fan CDT.

3, De omfang fan de tried spanning yn it proses fan CDT hat in wichtige ynfloed op syn technologyske eigenskippen definiearre troch de wearde fan de N_Tyndeks. De heechste wearde waard berikt troch in draad ûnderwurpen oan lichte spanning (trekspanning).

4, It brûken fan sawol hegere spanning as mear syklusen fan multilaterale bûgen mei skuorjen is net rjochtfeardige, om't it allinich resulteart yn it stabilisearjen fan de earder berikte wearde fan 'e N_Tyndeks.

5, De signifikante ferbettering fan technologyske eigenskippen fan de CDT wolfraam tried wurdt net beselskippe troch in feroaring fan meganyske parameters bepaald yn tensile test, befêstiget de holden leauwe yn 'e lege brûkberens fan sa'n test te antisipearje de technologyske gedrach fan de tried.

Ferkrigen eksperimintele resultaten demonstrearje de geskiktheid CDT fan wolfraamdraad foar de produksje fan spiralen. Yn it bysûnder, basearre op 'e metoade brûkt foar opienfolgjende foarútgong fan' e tried lingte, cyclic, multidirectional bûgen mei in bytsje strain, feroarsaket ûntspanning fan de ynterne spanningen. Om dizze reden is d'r in beheining oan 'e oanstriid fan' e draad te brekken by it foarmjen fan plestik fan spiralen. As resultaat waard it befêstige dat it ferminderjen fan de hoemannichte ôffal ûnder produksjebetingsten de effisjinsje fan it produksjeproses fergruttet troch it eliminearjen fan downtime automatisearre produksjeapparatuer wêryn, nei it brekken fan 'e draad, in needstop "hânmjittich" aktivearre wurde moat. troch de operator.