1. Ro-ràdh

Tha uèirichean tungstain, le tiugh bho ghrunnan gu deichean de mhicro-mheatairean, air an cruthachadh gu plastaic ann an snìomhain agus air an cleachdadh airson stòran solais gealbhruthach agus sgaoilidh. Tha saothrachadh uèir stèidhichte air teicneòlas pùdar, is e sin, tha pùdar tungstain a gheibhear tro phròiseas ceimigeach fo ùmhlachd brùthadh, sintering, agus cruthachadh plastaig (cruth rothlach agus tarraing). Thoir an aire gum feum am pròiseas lùbach uèir a bhith ag adhbhrachadh deagh fheartan plastaig agus elasticity “chan eil ro àrd”. Air an làimh eile, mar thoradh air suidheachaidhean brathaidh snìomhain, agus os cionn a h-uile càil, an aghaidh àrd-sreap a tha a dhìth, chan eil uèirichean ath-chriostalaichte freagarrach airson cinneasachadh, gu sònraichte ma tha structar garbh aca.

Tha e comasach a bhith ag atharrachadh feartan meacanaigeach agus plastaigeach stuthan me-tallic, gu sònraichte, le bhith a’ cleachdadh trèanadh me-chanical a bhith a’ lughdachadh an obair chruaidh cruaidh gun làimhseachadh analachaidh. Tha am pròiseas seo a 'gabhail a-steach a bhith a' toirt a-steach a 'mheatailt gu deformachadh a-rithist, a-rithist agus a-rithist le plastaig ìosal. Tha buaidh contraflexure cearcallach air feartan meacanaigeach mheatailtean air an clàradh, am measg feadhainn eile, ann am pàipear Bochniak agus Mosor [1], an seo a’ cleachdadh CuSn 6.5% stiallan umha staoin. Chaidh a shealltainn gu bheil trèanadh meacanaigeach a 'leantainn gu lùghdachadh obrach.
Gu mì-fhortanach, chan eil na paramadairean meacanaigeach de uèirichean tungstain a chaidh an dearbhadh ann an deuchainnean tensile uniaxial sìmplidh fada gu leòr airson an giùlan a ro-innse ann am pròiseas cinneasachaidh snìomhain. Tha na uèirichean sin, a dh'aindeoin feartan meacanaigeach co-ionann, gu tric air an comharrachadh le buailteachd gu math eadar-dhealaichte a thaobh lùbach. Mar sin, nuair a thathar a’ measadh feartan teignigeach uèir tungstain, thathas a’ meas gu bheil toraidhean nan deuchainnean a leanas nas earbsaiche: lùbach uèir bunaiteach, torsion aon-stiùiridh, teannachadh iomall sgian, lùb-is-sìneadh, no còmhlan reversible [2] . O chionn ghoirid, chaidh deuchainn teicneòlach ùr a mholadh [3], anns am bi an uèir fo chràdh aig an aon àm le teannachadh (deuchainn TT), agus tha an staid cuideam - ann am beachd nan ùghdaran - faisg air na tha a’ tachairt sa phròiseas toraidh. de na fila-ments. A bharrachd air an sin, tha toraidhean deuchainnean TT a chaidh a dhèanamh air uèirichean tung-sten le trast-thomhas eadar-dhealaichte air sealltainn gu bheil e comasach dha a bhith a’ dùileachadh an giùlan nas fhaide air adhart tro phròiseasan teicneòlais [4, 5].

Is e amas na h-obrach a tha air a thaisbeanadh an seo a’ cheist a fhreagairt co-dhiù, agus ma tha, gu dè an ìre a dh’ fhaodadh cleachdadh làimhseachadh dì-dhealbhachaidh rothaireachd (CDT) air uèir tungstain le bhith a’ lùbadh leantainneach ioma-thaobhach le modh rùsgaidh [6], an dòigh meacanaigeach agus teicneòlach atharrachadh. feartan cudromach.

San fharsaingeachd, faodaidh dà phròiseas structarail eadar-dhealaichte a bhith an cois deformation cearcallach de mheatailtean (me, le teannachadh agus teannachadh no lùbadh dà-thaobhach). Tha a 'chiad fhear sònraichte airson an deformation le amplitudes beaga agus

a’ toirt a-steach uinneanan reamhar ris an canar, agus mar thoradh air an sin bidh am meatailt làidir le obair chruaidh a’ tionndadh gu bhith na fhear a tha bog le cuideam mus tachair e [7].

Tha an dàrna pròiseas, a tha làmh an uachdair aig àm deformachadh le amplitudes àrd-srann, a’ toirt a-mach heterogenization làidir de chòmhlain rùsgaidh plastaig a tha a’ gineadh sruthadh. Mar thoradh air an sin, tha sgaradh mòr den structar meatailt, gu sònraichte, cruthachadh gràinean meud nano, mar sin, àrdachadh mòr anns na feartan meacanaigeach aige aig cosgais comas obrach. Gheibhear a leithid de bhuaidh ann an me, preasachadh ath-aithris leantainneach agus modh dìreach air a leasachadh le Huang et al. [8], a tha a’ toirt a-steach grunn stiallan, mu seach, a ’dol seachad (roiligeadh) eadar na rolagan“ gèaraichte ”agus rèidh, no ann an dòigh nas ionnsaichte, a tha na dhòigh air lùbadh leantainneach fo theannachadh [9], far a bheil an stiall sìnte tha contraflexed air sgàth gluasad reversible air an fhad seata de rolagan rothlach. Gu dearbh, faodar an sgaradh farsaing de ghràinean fhaighinn cuideachd rè deformachadh monotonic le cuideam mòr, a’ cleachdadh na dòighean ris an canar Droch Plastaig Deformation, gu sònraichte, dòighean air Extrusion Angular Channel Channel [10] mar as trice a’ sàsachadh nan cumhachan airson sìmplidh. rùsgadh meatailt. Gu mì-fhortanach, tha iad air an cleachdadh sa mhòr-chuid air sgèile obair-lann agus gu teicnigeach chan eil e comasach

an cleachdadh gus feartan meacanaigeach sònraichte fhaighinn de stiallan fada no uèirichean.

Chaidh cuid de dh’ oidhirpean a dhèanamh cuideachd gus measadh a dhèanamh air a’ bhuaidh a th’ aig rùsgadh a tha ag atharrachadh gu cearcallach le deformachadh aonadan beaga air a’ chomas air na h-uinneanan reamhar a chuir an gnìomh. Dhearbh toraidhean sgrùdaidhean deuchainneach a chaidh a dhèanamh [11] air stiallan copair agus cobalt le contraflexure le rùsgadh an tràchdas gu h-àrd. Ged a tha an contraflexure le dòigh rùsgaidh gu math furasta a chuir an sàs ann am pàirtean meatailteach còmhnard, chan eil an cleachdadh nas dìriche airson uèirichean a’ dèanamh ciall, air sgàth, le mìneachadh, chan eil e a’ gealltainn structar aon-ghnèitheach fhaighinn, agus mar sin feartan co-ionann air cuairt-thomhas (le radius air a stiùireadh gu neo-riaghailteach) na h-uèir. Air an adhbhar seo, tha am pàipear seo a 'cleachdadh dòigh ùr-chruthaichte agus tùsail de CDT a chaidh a dhealbhadh airson uèirichean tana, stèidhichte air lùbadh leantainneach ioma-thaobhach le rùsgadh.

Fig. 1 Sgeama den phròiseas trèanaidh meacanaigeach airson uèirichean:1 uèir tungsten,2 coilich le uèir gu unruel,3 siostam de shia bàs rothlach,4 coil lùbach,5 briseadh cuideam, agus6 breic (siolandair stàilinn le còmhlan de umha staoin timcheall air)

2. Deuchainn

Chaidh CDT de uèir tungstain le trast-thomhas de 200 μm a dhèanamh air inneal deuchainn a chaidh a thogail gu sònraichte agus tha an sgeama air a shealltainn ann am Fig. 1. Uèir gun ruidhle (1) bhon choil

(2) le trast-thomhas de 100 mm, chaidh a thoirt a-steach do shiostam de shia bàsachadh (3), le tuill den aon trast-thomhas ris an uèir, a tha stèidhichte ann an taigheadas cumanta agus a ’cuairteachadh timcheall an axis aig astar 1,350 rev / min. An dèidh a dhol tron ​​​​inneal, chaidh an uèir a ruidhleadh air a 'choil (4) le trast-thomhas de 100 mm a' cuairteachadh aig astar 115 rev / min. Bidh paramadairean gnìomhaichte a’ co-dhùnadh air astar sreathach na h-uèir an coimeas ris na bàsan rothlach 26.8 mm / rev.

Bha dealbhadh iomchaidh den t-siostam bàsachadh a’ ciallachadh gum biodh a h-uile diog a’ bàsachadh a’ tionndadh gu h-obann (Fig. 2), agus bha gach pìos uèir a bha a’ dol tro na bàsan rothlach fo ùmhlachd lùbadh ioma-thaobhach leantainneach le rùsgadh air a chuir a-steach le iarnaigeadh aig oir uachdar a-staigh a’ bhàis.

Fig. 2 Cruth sgeamach a' bhàis rothlach (le bileag leis an àireamh3 ann am Fig. 1)

Fig. 3 Siostam bàis: sealladh coitcheann; b pàirtean bunaiteach:1 centric a' bàsachadh,2 bàs annasach,3 fàinneachan spacer

Bha uèir unreeled fo bhuaidh cuideam tùsail mar thoradh air teannachadh a chuir an sàs, a tha chan ann a-mhàin ga dhìon bho bhith a ’dol an sàs, ach cuideachd a’ dearbhadh com-pàirteachadh dha chèile de dhì-fhoirmeachadh cromadh is rùsgaidh. Bha e comasach seo a choileanadh le taing don bhreic a chaidh a chuir air a’ choil ann an cruth stiall umha staoin air a bhrùthadh le cuideam (ainmichte mar 5 agus 6 ann am Fig. 1). Tha Figear 3 a 'sealltainn coltas trèanadh an uidheim nuair a tha e air a phasgadh, agus gach aon de na pàirtean aige. Chaidh trèanadh uèirichean a dhèanamh le dà chuideam eadar-dhealaichte:

4.7 agus 8.5 N, suas ri ceithir a’ dol tron ​​t-seata de bhàsan. Bha cuideam axial eadar 150 agus 270 MPa fa leth.

Chaidh deuchainn uèir tensile (an dà chuid sa chiad staid agus air an trèanadh) a dhèanamh air inneal deuchainn Zwick Roell. B’ e fad tomhais sampaill 100 mm agus bha ìre teannachadh tensile

8 × 10^-3 s^-1. Anns gach cùis, aon phuing tomhais (airson gach fear

de na caochlaidhean) a’ riochdachadh co-dhiù còig sampallan.

Chaidh deuchainn TT a dhèanamh air inneal sònraichte a tha air a shealltainn ann am Fig. 4 air a thaisbeanadh na bu thràithe le Bochniak et al. (2010). Chaidh meadhan an uèir tungsten (1) le fad 1 m a chuir ann an grèim (2), agus an uairsin a cinn, às deidh dha a dhol tro na rolagan treòrachaidh (3), agus cuideaman (4) de 10 N gach ceann a cheangal, air am bacadh ann an clamp (5). Mar thoradh air gluasad rothlach an glacadh (2) chaidh dà phìos uèir a lùbadh

(air an ruidhleadh orra fhèin), le cinn stèidhichte den sampall a chaidh a dhearbhadh, a dhèanamh le àrdachadh mean air mhean de chuideam tensile.

B’ e toradh na deuchainn an àireamh de thionndaidhean (N_T) a dh'fheumadh an uèir a bhriseadh agus mar as trice thachair e air beulaibh an tangle a chaidh a chruthachadh, mar a chithear ann am Fig. 5. Chaidh co-dhiù deich deuchainnean a dhèanamh airson gach caochladh. Às deidh an trèanadh, bha cruth beag tonn air an uèir. Bu chòir a dhaingneachadh, a rèir pàipearan Bochniak and Pieła (2007) [4] agus Filipek (2010)

[5] tha an deuchainn TT na dhòigh sìmplidh, luath agus saor airson faighinn a-mach feartan teicneòlach uèirichean a tha san amharc airson lùbach.

Fig. 4 Sgeama an deuchainn TT:1 uèir deuchainneach,2 glacadh air a thionndadh le motair dealain, còmhla ris an inneal clàraidh toinneamh,3 rolagan treòrachaidh,4cuideaman,5 giallan a’ clampadh cinn uèir

3. Toraidhean

Tha buaidh teannachadh tùsail agus an àireamh de bhealaich sa phròiseas CDT air feartan uèirichean tungsten air an sealltainn ann am Figs. 6 agus 7. Tha sgapadh mòr de pharaimearan uèir meacanaigeach a gheibhear a’ nochdadh meud neo-ghnèitheachd an stuth a gheibhear le teicneòlas pùdar, agus mar sin, tha an sgrùdadh a chaidh a dhèanamh a’ cuimseachadh air gluasadan atharrachaidhean ann an togalaichean a chaidh a dhearbhadh agus chan ann air na luachan iomlan aca.

Tha uèir tungstain malairteach air a chomharrachadh le luachan cuibheasach cuideam toraidh (YS) co-ionann ri 2,026 MPa, neart tensile deireannach (UTS) de 2,294 MPa, leudachadh iomlan de

A≈2.6% agus an N_Tcho mòr ri 28. A dh'aindeoin an

meud an teannachadh gnìomhaichte, chan eil CDT a’ leantainn ach beagan

lùghdachadh de UTS (gun a bhith nas àirde na 3 % airson an uèir às deidh ceithir pasan), agus an dà chuid YS agusA fuireach an ìre mhath aig an aon ìre (Fig. 6a–c agus 7a–c).

Fig. 5 Sealladh air an uèir tungsten an dèidh bristeadh san deuchainn TT

Fig. 6 Buaidh trèanadh meacanaigeach (àireamh pasan n) air meacanaigeach (a–c) agus teicneòlach (d) (air a mhìneachadh le N_Tanns an deuchainn TT) feartan uèir tungsten; luach cuideam ceangailte de 4.7 N

Bidh CDT an-còmhnaidh a’ leantainn gu àrdachadh mòr anns an àireamh de thionndaidhean uèir N_T. Gu sònraichte, airson a’ chiad dà bhealaich, tha N_Ta' ruighinn barrachd air 34 airson teannachadh 4.7 N agus faisg air 33 airson teannachadh de 8.5 N. Tha seo a' riochdachadh àrdachadh de mu 20% a thaobh an uèir mhalairteach. Le bhith a’ cur àireamh nas àirde de cheadan an sàs thig àrdachadh eile ann an N_Tdìreach a thaobh trèanadh fo theannachadh de 4.7 N. Tha an uèir às deidh ceithir pasan a’ sealltainn meud cuibheasach N_Tnas àirde na 37, a tha, an taca ris an uèir ann an staid tùsail, a’ riochdachadh àrdachadh de chòrr air 30%. Cha bhiodh tuilleadh trèanaidh air an uèir aig teannachadh nas àirde ag atharrachadh meud N_Tluachan (Figs. 6d agus 7d).

4. Mion-sgrùdadh

Tha na toraidhean a fhuaireadh a’ sealltainn nach eil an dòigh a thathar a’ cleachdadh airson uèir tungstain CDT gu pragtaigeach ag atharrachadh na paramadairean meacanaigeach a chaidh a dhearbhadh ann an deuchainnean tensile (cha robh ach lùghdachadh beag ann an neart tensile mu dheireadh), ach mheudaich e gu mòr an neart tensile aige.

feartan teicneòlach an dùil cinneasachadh snìomhain; tha seo air a riochdachadh leis an àireamh de thionndaidhean anns an deuchainn TT. Tha seo a’ dearbhadh toraidhean sgrùdaidhean na bu thràithe le Bochniak and Pieła (2007)

[4] mu dheidhinn dìth co-ghluasad de thoraidhean deuchainn tensile le giùlan uèirichean a chaidh fhaicinn ann am pròiseas cinneasachaidh snìomhain.

Tha freagairt uèirichean tungsten air pròiseas CDT gu mòr an urra ris an teannachadh gnìomhaichte. Aig feachd teannachaidh ìosal, tha aon a’ faicinn fàs parabolic anns an àireamh de thionndaidhean leis an àireamh de bhealaich, fhad ‘s a tha cleachdadh luachan nas motha de stiùiridhean teannachaidh (mar-thà às deidh dà pas) gu bhith a’ coileanadh staid sùghaidh agus seasmhachd teicneòlas a fhuaireadh roimhe. feartan (Fig. 6d agus 7d).

Tha freagairt cho eadar-mheasgte den uèir tungstain a’ daingneachadh gu bheil meud an teannachadh a’ dearbhadh an atharrachaidh cainneachdail an dà chuid air staid cuideam agus staid deformation an stuth agus mar thoradh air an sin an giùlan elastagach-plastaig aige. Le bhith a’ cleachdadh teannachadh nas àirde rè pròiseas cromadh plastaig ann an uèir a’ dol eadar bàsan mì-ainmichte leantainneach gu radius lùbadh uèir nas lugha; mar sin, tha an strain plastaig ann an stiùireadh a tha ceart-cheàrnach ri axis na h-uèir le uallach airson uidheamachd rùsgaidh nas motha agus a’ leantainn gu sruthadh plastaig ionadail anns na bannan rùsgaidh. Air an làimh eile, tha teannachadh ìosal ag adhbhrachadh gum bi pròiseas uèir CDT a ’tachairt le barrachd com-pàirt de strain elastagach (is e sin, tha am pàirt strain plastaig nas lugha), a tha a’ fàbharachadh ceannas deformachadh aon-ghnèitheach. Tha na suidheachaidhean sin gu tur eadar-dhealaichte bhon fheadhainn a thachair tron ​​​​deuchainn tensile uniaxial.

Bu chòir a thoirt fa-near cuideachd gu bheil CDT a’ leasachadh feartan teignigeach a-mhàin airson uèirichean le càileachd gu leòr, ie, gun uireasbhaidhean mòra a-staigh (pores, beàrnan, neo-chunbhalaidhean, meanbh-sgàinidhean, dìth adhesion leantainneachd gu leòr aig crìochan gràin, msaa). .) mar thoradh air cinneasachadh uèir le meatailteachd pùdarrach. Rud eile, tha an àireamh de luach a gheibhear de thionndaidhean N_Tcòmhla ri àrdachadh anns an àireamh de bhealaich a’ nochdadh eadar-dhealachadh domhainn ann an structar uèir anns na diofar phàirtean aige (fada) agus mar sin dh’ fhaodadh sin a bhith na shlat-tomhais feumail airson càileachd uèir malairteach a mheasadh. Bidh na duilgheadasan sin mar chuspair air sgrùdaidhean san àm ri teachd.

Fig. 7 Buaidh trèanadh meacanaigeach (àireamh pasan n) air meacanaigeach (a–c) agus teicneòlach (d) (air a mhìneachadh le N_Tanns an deuchainn TT) feartan uèir tungsten; luach cuideam ceangailte de 8.5 N

5. Co-dhùnaidhean

1, bidh CDT de uèirichean tungsten a’ leasachadh am feartan teicneòlach, mar a tha air a mhìneachadh anns an torsion le deuchainn teannachaidh le N_Tmus briseadh e.

2, Tha àrdachadh an N_Ttha clàr-amais timcheall air 20% air a ruighinn le uèir le ùmhlachd do dhà shreath de CDT.

3, Tha meud an teannachadh uèir ann am pròiseas CDT a’ toirt buaidh mhòr air na feartan teicneòlais aige air a dhearbhadh le luach an N._Tclàr-amais. Chaidh a luach as àirde a ruighinn le uèir le beagan teannachadh (cuideam tensile).

4， Chan eil a bhith a’ cleachdadh an dà chuid teannachadh nas àirde agus barrachd chuairtean de lùbadh ioma-thaobhach le rùsgadh air fhìreanachadh leis nach eil e a’ ciallachadh ach a bhith a’ bunailteachadh luach an N_Tclàr-amais.

5, Chan eil leasachadh mòr air feartan teignigeach an uèir tungsten CDT an cois atharrachadh de pharamadairean meacanaigeach a chaidh a dhearbhadh ann an deuchainn tensile, a’ dearbhadh a ’chreideas a tha air a chumail ann an comas cleachdaidh ìosal an deuchainn sin gus a bhith a’ dùileachadh giùlan teicneòlach na h-uèir.

Tha toraidhean deuchainneach a fhuaireadh a’ sealltainn freagarrachd CDT uèir tungsten airson cinneasachadh snìomhain. Gu sònraichte, stèidhichte air an dòigh a thathar a 'cleachdadh airson a bhith ag adhartachadh fad na h-uèir, cearcallach, lùbadh ioma-stiùiridh le glè bheag de chuideam, ag adhbhrachadh fois anns na cuideaman a-staigh. Air an adhbhar seo, tha cuingealachadh air claonadh an uèir a ‘briseadh nuair a bhios snìomhagan a’ cruthachadh plastaig. Mar thoradh air an sin, chaidh a dhearbhadh gu bheil lughdachadh na tha de sgudal fo chumhachan saothrachaidh a ’meudachadh èifeachdas a’ phròiseas toraidh le bhith a ’cur às do dh’ ùine downt uidheamachd cinneasachaidh fèin-ghluasadach anns am feumar, às deidh an uèir a bhriseadh, stad èiginn a chuir an gnìomh “le làimh” leis a 'ghnìomhaiche.