1 परिचय

टंगस्टन तार, जिनकी मोटाई कई से लेकर दसियों माइक्रोमीटर तक होती है, को प्लास्टिक से सर्पिल में बनाया जाता है और इनकैन-डिसेंट और डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतों के लिए उपयोग किया जाता है। तार निर्माण पाउडर प्रौद्योगिकी पर आधारित है, अर्थात, रासायनिक प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त टंगस्टन पाउडर को क्रमिक रूप से दबाने, सिंटरिंग और प्लास्टिक बनाने (रोटरी फोर्जिंग और ड्राइंग) के अधीन किया जाता है। ध्यान दें कि वायर-वाइंडिंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप अच्छे प्लास्टिक गुण और "बहुत अधिक नहीं" लोच होनी चाहिए। दूसरी ओर, सर्पिल की शोषण स्थितियों के कारण, और सबसे ऊपर, आवश्यक उच्च-रेंगना प्रतिरोध के कारण, पुन: क्रिस्टलीकृत तार उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं हैं, खासकर यदि उनके पास मोटे दाने वाली संरचना है।

मी-टैलिक सामग्रियों के यांत्रिक और प्लास्टिक गुणों को संशोधित करना, विशेष रूप से, एनीलिंग उपचार के बिना मजबूत कार्य-कठिनता को कम करना मी-मैकेनिकल प्रशिक्षण का उपयोग करके संभव है। इस प्रक्रिया में धातु को बार-बार, वैकल्पिक और कम-प्लास्टिक विरूपण के अधीन करना शामिल है। धातुओं के यांत्रिक गुणों पर चक्रीय कॉन्ट्राफ्लेक्सर के प्रभावों को अन्य बातों के अलावा, बोचनियाक और मोसोर के [1] पेपर में प्रलेखित किया गया है, जिसमें CuSn 6.5% टिन कांस्य स्ट्रिप्स का उपयोग किया गया है। यह दिखाया गया कि यांत्रिक प्रशिक्षण से काम में नरमी आती है।
दुर्भाग्य से, सरल एकअक्षीय तन्यता परीक्षणों में निर्धारित टंगस्टन तारों के यांत्रिक पैरामीटर सर्पिल की उत्पादन प्रक्रिया में उनके व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए बहुत अपर्याप्त हैं। ये तार, समान यांत्रिक गुणों के बावजूद, अक्सर वाइंडिंग के लिए काफी भिन्न संवेदनशीलता की विशेषता रखते हैं। इसलिए, टंगस्टन तार की तकनीकी विशेषताओं का आकलन करते समय, निम्नलिखित परीक्षणों के परिणामों को अधिक विश्वसनीय माना जाता है: कोर वायर वाइंडिंग, यूनिडायरेक्शनल टोरसन, चाकू-किनारे संपीड़न, मोड़-और-खिंचाव, या प्रतिवर्ती बैंडिंग [2] . हाल ही में, एक नया तकनीकी परीक्षण प्रस्तावित किया गया था [3], जिसमें तार को तनाव (टीटी परीक्षण) के साथ एक साथ मरोड़ के अधीन किया जाता है, और तनाव की स्थिति - लेखकों की राय में - उत्पादन प्रक्रिया में होने वाली स्थिति के करीब है फिलामेंट्स का. इसके अलावा, विभिन्न व्यास वाले टंग-स्टेन तारों पर किए गए टीटी परीक्षणों के परिणामों ने तकनीकी प्रक्रियाओं के दौरान उनके बाद के व्यवहार का अनुमान लगाने की क्षमता दिखाई है [4, 5]।

यहां प्रस्तुत कार्य का उद्देश्य इस प्रश्न का उत्तर देना है कि क्या, और यदि, कतरनी विधि के साथ निरंतर बहुपक्षीय झुकने द्वारा टंगस्टन तार पर साइक्लिंग विरूपण उपचार (सीडीटी) का उपयोग किस हद तक, इसके यांत्रिक और तकनीकी को संशोधित कर सकता है महत्वपूर्ण गुण.

सामान्यतया, धातुओं का चक्रीय विरूपण (उदाहरण के लिए, तनाव और संपीड़न या द्विपक्षीय झुकने से) दो अलग-अलग संरचनात्मक प्रक्रियाओं के साथ हो सकता है। पहला छोटे आयामों के साथ विरूपण की विशेषता है और

इसमें तथाकथित थकान घटना शामिल होती है, जिसके परिणामस्वरूप दृढ़ता से कठोर धातु अपने विनाश से पहले तनाव-नरम में बदल जाती है [7]।

दूसरी प्रक्रिया, उच्च-तनाव आयामों के साथ विरूपण के दौरान प्रभावी, प्लास्टिक प्रवाह पैदा करने वाले कतरनी बैंड का मजबूत विषमीकरण पैदा करती है। नतीजतन, धातु संरचना का भारी विखंडन होता है, विशेष रूप से, नैनो-आकार के अनाज का निर्माण होता है, इस प्रकार, कार्यशीलता की कीमत पर इसके यांत्रिक गुणों में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। ऐसा प्रभाव उदाहरण के लिए, हुआंग एट अल द्वारा विकसित निरंतर दोहरावदार गलियारा और सीधा करने की विधि से प्राप्त होता है। [8], जिसमें "गियर वाले" और चिकने रोल के बीच या अधिक परिष्कृत तरीके से स्ट्रिप्स के एकाधिक, वैकल्पिक, पासिंग (रोलिंग) शामिल होते हैं, जो तनाव के तहत निरंतर झुकने की एक विधि है [9], जहां खींची गई पट्टी घूर्णन रोल के सेट की लंबाई के साथ एक प्रतिवर्ती आंदोलन के कारण विरोधाभासी है। बेशक, अनाज के व्यापक विखंडन को बड़े तनाव के साथ मोनोटोनिक विरूपण के दौरान भी प्राप्त किया जा सकता है, तथाकथित गंभीर प्लास्टिक विरूपण विधियों का उपयोग करके, विशेष रूप से, समान चैनल कोणीय एक्सट्रूज़न के तरीकों [10] जो अक्सर सरल के लिए शर्तों को पूरा करते हैं धातु का कतरना. दुर्भाग्य से, इनका उपयोग मुख्यतः प्रयोगशाला पैमाने पर किया जाता है और यह तकनीकी रूप से संभव नहीं है

लंबी पट्टियों या तारों के विशिष्ट यांत्रिक गुण प्राप्त करने के लिए उनका उपयोग करना।

थकान घटना को सक्रिय करने की क्षमता पर छोटी इकाई विकृतियों के साथ लागू चक्रीय रूप से बदलते कतरनी के प्रभाव का आकलन करने के लिए भी कुछ प्रयास किए गए हैं। कतरनी के साथ कॉन्ट्राफ्लेक्सर द्वारा तांबे और कोबाल्ट की पट्टियों पर किए गए प्रयोगात्मक अध्ययन के परिणाम [11] उपरोक्त थीसिस की पुष्टि करते हैं। यद्यपि कतरनी विधि के साथ कॉन्ट्राफ्लेक्सर को सपाट धातु भागों पर लागू करना काफी आसान है, तारों के लिए अधिक प्रत्यक्ष अनुप्रयोग का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि, परिभाषा के अनुसार, यह सजातीय संरचना प्राप्त करने की गारंटी नहीं देता है, और इस प्रकार समान गुण होते हैं। तार की परिधि (मनमाने ढंग से उन्मुख त्रिज्या के साथ)। इस कारण से, यह पेपर पतले तारों के लिए डिज़ाइन की गई सीडीटी की एक नवगठित और मूल विधि का उपयोग करता है, जो कतरनी के साथ निरंतर बहुपक्षीय झुकने पर आधारित है।

चित्र 1 तारों के यांत्रिक प्रशिक्षण की प्रक्रिया की योजना:1 टंगस्टन तार,2 खोलने के लिए तार के साथ कुंडल,3 छह घूर्णन मरने की प्रणाली,4 घुमावदार कुंडल,5 वज़न तोड़ें, और6 ब्रेक (इसके चारों ओर टिन कांस्य के एक बैंड के साथ स्टील सिलेंडर)

2. प्रयोग

200 माइक्रोन व्यास वाले टंगस्टन तार का सीडीटी एक विशेष रूप से निर्मित परीक्षण उपकरण पर किया गया था जिसकी योजना चित्र 1 में दिखाई गई है। कुंडल से अनियंत्रित तार (1)

(2) 100 मिमी के व्यास के साथ, छह डाई (3) की एक प्रणाली में पेश किया गया था, जिसमें तार के समान व्यास के छेद थे, जो एक सामान्य आवास में तय होते हैं और 1,350 रेव/की गति से धुरी के चारों ओर घूमते हैं। मि. उपकरण से गुजरने के बाद, तार को 100 मिमी व्यास वाले कॉइल (4) पर 115 रेव/मिनट की गति से घुमाया गया। लागू पैरामीटर घूर्णन डाई के सापेक्ष तार की रैखिक गति 26.8 मिमी/रेव तय करते हैं।

डाई प्रणाली के उचित डिजाइन का मतलब था कि हर दूसरा डाई विलक्षण रूप से घूमता था (चित्र 2), और घूमने वाले डाई से गुजरने वाले तार के प्रत्येक टुकड़े को डाई की आंतरिक सतह के किनारे पर इस्त्री द्वारा शामिल कतरनी के साथ निरंतर बहुपक्षीय झुकने के अधीन किया गया था।

चित्र: 2 घूमने वाले डाइस का योजनाबद्ध लेआउट (संख्या के साथ लेबल किया गया)।3 चित्र 1 में)

चित्र 3 मरने की प्रणाली: एक सामान्य दृश्य; बी बुनियादी भाग:1 केंद्रित मर जाता है,2 सनकी मर जाता है,3 स्पेसर के छल्ले

अनियंत्रित तार तनाव के अनुप्रयोग के कारण प्रारंभिक तनाव के प्रभाव में था, जो न केवल इसे उलझने से बचाता है, बल्कि झुकने और कतरनी विरूपण की पारस्परिक भागीदारी को भी निर्धारित करता है। यह वजन द्वारा दबाए गए टिन कांस्य पट्टी के रूप में कॉइल पर लगाए गए ब्रेक के कारण प्राप्त करना संभव था (चित्र 1 में 5 और 6 के रूप में निर्दिष्ट)। चित्र 3 मोड़े जाने पर डिवाइस प्रशिक्षण की उपस्थिति और उसके प्रत्येक घटक को दर्शाता है। तारों का प्रशिक्षण दो अलग-अलग भारों के साथ किया गया:

4.7 और 8.5 एन, डाई के सेट से चार पास तक। अक्षीय तनाव क्रमशः 150 और 270 एमपीए था।

तार का तन्यता परीक्षण (प्रारंभिक अवस्था और प्रशिक्षित दोनों में) ज़्विक रोएल परीक्षण मशीन पर किया गया। नमूने की गेज लंबाई 100 मिमी और तन्य तनाव दर थी

8×10^-3 s^-1. प्रत्येक मामले में, एक माप बिंदु (प्रत्येक के लिए)

वेरिएंट का) कम से कम पांच नमूनों का प्रतिनिधित्व करता है।

टीटी परीक्षण एक विशेष उपकरण पर किया गया था जिसकी योजना चित्र 4 में दिखाई गई है जो पहले बोचनियाक एट अल द्वारा प्रस्तुत किया गया था। (2010)। 1 मीटर लंबे टंगस्टन तार (1) के केंद्र को एक कैच (2) में रखा गया था, और फिर उसके सिरों को गाइड रोल (3) से गुजारने के बाद, और प्रत्येक पर 10 एन का वजन (4) लगाया गया था। एक क्लैंप (5) में अवरुद्ध थे। कैच (2) की रोटरी गति के परिणामस्वरूप तार के दो टुकड़े घुमावदार हो गए

(खुद पर रील किया गया), परीक्षण किए गए नमूने के निश्चित सिरों के साथ, तन्य तनाव में क्रमिक वृद्धि के साथ किया गया।

परीक्षण का परिणाम ट्विस्ट की संख्या (एन) था_T) तार को तोड़ने की आवश्यकता होती है और आमतौर पर गठित उलझन के सामने होती है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। प्रत्येक संस्करण में कम से कम दस परीक्षण किए गए। प्रशिक्षण के बाद, तार का आकार थोड़ा लहरदार हो गया। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि बोचनियाक और पिएला (2007) [4] और फिलिपेक (2010) के कागजात के अनुसार

[5] टीटी परीक्षण वाइंडिंग के लिए इच्छित तारों के तकनीकी गुणों को निर्धारित करने का एक सरल, तेज़ और सस्ता तरीका है।

चित्र 4 टीटी परीक्षण की योजना:1 परीक्षण किया गया तार,2 ट्विस्ट रिकॉर्डिंग डिवाइस के साथ मिलकर एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा घुमाया गया कैच,3 गाइड रोल,4वज़न,5 जबड़े तार के सिरों को जकड़ रहे हैं

3. परिणाम

टंगस्टन तारों के गुणों पर सीडीटी प्रक्रिया में प्रारंभिक तनाव और पास की संख्या का प्रभाव अंजीर में दिखाया गया है। 6 और 7. तार के प्राप्त यांत्रिक मापदंडों का एक बड़ा बिखराव पाउडर प्रौद्योगिकी द्वारा प्राप्त सामग्री की अमानवीयता के पैमाने को दर्शाता है, और इसलिए, किया गया विश्लेषण परीक्षण किए गए गुणों के परिवर्तनों के रुझान पर केंद्रित है, न कि उनके पूर्ण मूल्यों पर।

वाणिज्यिक टंगस्टन तार की विशेषता 2,026 एमपीए के बराबर उपज तनाव (वाईएस) के औसत मूल्य, 2,294 एमपीए की अंतिम तन्य शक्ति (यूटीएस), कुल बढ़ाव है।

A≈2.6 % और एन_Tजितना 28. की परवाह किए बिना

लागू तनाव का परिमाण, सीडीटी का परिणाम केवल छोटा होता है

यूटीएस में कमी (चार पास के बाद तार के लिए 3% से अधिक नहीं), और वाईएस और दोनोंA अपेक्षाकृत समान स्तर पर बने रहें (चित्र 6ए-सी और 7ए-सी)।

चित्र 5 टीटी परीक्षण में फ्रैक्चर के बाद टंगस्टन तार का दृश्य

चित्र 6 यांत्रिक प्रशिक्षण का प्रभाव (पासों की संख्या n) यांत्रिक (ए-सी) और तकनीकी (डी) पर (एन द्वारा परिभाषित)।_Tटीटी परीक्षण में) टंगस्टन तार के गुण; 4.7 एन का संलग्न वजन मान

सीडीटी से हमेशा तार मोड़ एन की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि होती है_T. विशेष रूप से, पहले दो पासों के लिए, एन_T4.7 एन के तनाव के लिए 34 से अधिक और 8.5 एन के तनाव के लिए लगभग 33 तक पहुंचता है। यह वाणिज्यिक तार के संबंध में लगभग 20% की वृद्धि दर्शाता है। अधिक संख्या में पास लगाने से एन में और वृद्धि होती है_Tकेवल 4.7 एन के तनाव के तहत प्रशिक्षण के मामले में। चार बार गुजरने के बाद तार एन का औसत परिमाण दिखाता है_T37 से अधिक, जो प्रारंभिक अवस्था में तार की तुलना में 30% से अधिक की वृद्धि दर्शाता है। उच्च तनाव पर तार के आगे के प्रशिक्षण से पहले प्राप्त एन के परिमाण में कोई बदलाव नहीं आएगा_Tमान (चित्र 6डी और 7डी)।

4. विश्लेषण

प्राप्त परिणामों से पता चलता है कि टंगस्टन तार सीडीटी के लिए उपयोग की जाने वाली विधि व्यावहारिक रूप से तन्य परीक्षणों में निर्धारित इसके यांत्रिक मापदंडों को नहीं बदलती है (अंतिम तन्यता ताकत में केवल मामूली कमी थी), लेकिन इसकी काफी वृद्धि हुई है

तकनीकी गुण सर्पिल उत्पादन के लिए अभिप्रेत हैं; इसे टीटी परीक्षण में मोड़ों की संख्या द्वारा दर्शाया गया है। यह बोचनियाक और पिएला (2007) के पहले के अध्ययनों के परिणामों की पुष्टि करता है।

[4] सर्पिल की उत्पादन प्रक्रिया में तारों के देखे गए व्यवहार के साथ तन्य परीक्षण परिणामों के अभिसरण की कमी के बारे में।

सीडीटी की प्रक्रिया पर टंगस्टन तारों की प्रतिक्रिया काफी हद तक लागू तनाव पर निर्भर करती है। कम-तनाव बल पर, पास की संख्या के साथ मोड़ की संख्या में एक परवलयिक वृद्धि देखी जाती है, जबकि तनाव के बड़े मूल्यों के अनुप्रयोग से संतृप्ति की स्थिति प्राप्त होती है और पहले से प्राप्त तकनीकी का स्थिरीकरण होता है गुण (चित्र 6डी और 7डी)।

टंगस्टन तार की ऐसी विविध प्रतिक्रिया इस तथ्य को रेखांकित करती है कि तनाव का परिमाण सामग्री की तनाव स्थिति और विरूपण स्थिति दोनों में मात्रात्मक परिवर्तन और परिणामस्वरूप इसके लोचदार-प्लास्टिक व्यवहार को निर्धारित करता है। लगातार गलत संरेखित डाई के बीच से गुजरने वाले तार में प्लास्टिक झुकने की प्रक्रिया के दौरान उच्च तनाव का उपयोग करने से तार-झुकने का दायरा छोटा हो जाता है; इसलिए, कतरनी के तंत्र के लिए जिम्मेदार तार की धुरी के लंबवत दिशा में प्लास्टिक का तनाव बड़ा होता है और कतरनी बैंड में स्थानीयकृत प्लास्टिक प्रवाह की ओर जाता है। दूसरी ओर, कम तनाव के कारण तार की सीडीटी प्रक्रिया लोचदार तनाव की अधिक भागीदारी के साथ होती है (अर्थात, प्लास्टिक तनाव वाला हिस्सा छोटा होता है), जो सजातीय विरूपण के प्रभुत्व का पक्षधर है। ये स्थितियाँ एकअक्षीय तन्यता परीक्षण के दौरान होने वाली स्थितियों से स्पष्ट रूप से भिन्न हैं।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि सीडीटी केवल पर्याप्त गुणवत्ता वाले तारों के लिए तकनीकी विशेषताओं में सुधार करता है, अर्थात, बिना किसी महत्वपूर्ण आंतरिक दोष (छिद्र, रिक्त स्थान, विच्छेदन, सूक्ष्म दरारें, अनाज की सीमाओं पर पर्याप्त निरंतरता आसंजन की कमी, आदि) .) पाउडर धातुकर्म द्वारा तार के उत्पादन के परिणामस्वरूप। अन्यथा, ट्विस्ट एन के प्राप्त मूल्य का बिखराव बढ़ रहा है_Tपासों की संख्या में वृद्धि के साथ-साथ इसके विभिन्न भागों (लंबाई में) में तार संरचना की गहरी भिन्नता का संकेत मिलता है, जो वाणिज्यिक तार की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए एक उपयोगी मानदंड के रूप में भी काम कर सकता है। ये समस्याएं भविष्य की जांच का विषय होंगी।

चित्र 7 यांत्रिक प्रशिक्षण का प्रभाव (पासों की संख्या n) यांत्रिक (ए-सी) और तकनीकी (डी) पर (एन द्वारा परिभाषित)।_Tटीटी परीक्षण में) टंगस्टन तार के गुण; 8.5 एन का संलग्न वजन मान

प्र. 5। निष्कर्ष

1, टंगस्टन तारों की सीडीटी उनके तकनीकी गुणों में सुधार करती है, जैसा कि एन द्वारा तनाव परीक्षण के साथ मरोड़ में परिभाषित किया गया है_Tफ्रैक्चरिंग से पहले.

2， एन की वृद्धि_Tसीडीटी की दो श्रृंखलाओं के अधीन एक तार द्वारा सूचकांक लगभग 20% तक पहुंच जाता है।

3, सीडीटी की प्रक्रिया में तार के तनाव का परिमाण एन के मूल्य द्वारा परिभाषित इसके तकनीकी गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।_Tअनुक्रमणिका। इसका उच्चतम मूल्य मामूली तनाव (तन्यता तनाव) के अधीन एक तार द्वारा पहुंचा गया था।

4, कतरनी के साथ उच्च तनाव और बहुपक्षीय झुकने के अधिक चक्र दोनों का उपयोग करना उचित नहीं है क्योंकि इसके परिणामस्वरूप केवल एन के पहले से प्राप्त मूल्य को स्थिर किया जा सकता है।_Tअनुक्रमणिका।

5, सीडीटी टंगस्टन तार के तकनीकी गुणों में महत्वपूर्ण सुधार तन्य परीक्षण में निर्धारित यांत्रिक मापदंडों में बदलाव के साथ नहीं है, जो तार के तकनीकी व्यवहार का अनुमान लगाने के लिए इस तरह के परीक्षण की कम उपयोगिता में आयोजित विश्वास की पुष्टि करता है।

प्राप्त प्रायोगिक परिणाम सर्पिल के उत्पादन के लिए टंगस्टन तार की उपयुक्तता सीडीटी को प्रदर्शित करते हैं। विशेष रूप से, तार की लंबाई को क्रमिक रूप से आगे बढ़ाने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि के आधार पर, थोड़े तनाव के साथ चक्रीय, बहुदिशात्मक झुकने से आंतरिक तनाव में राहत मिलती है। इस कारण से, प्लास्टिक के सर्पिल बनाने के दौरान तार टूटने की प्रवृत्ति पर प्रतिबंध है। परिणामस्वरूप, यह पुष्टि की गई कि विनिर्माण परिस्थितियों में कचरे की मात्रा कम करने से स्वचालित उत्पादन उपकरण के डाउनटाइम को समाप्त करके उत्पादन प्रक्रिया की दक्षता बढ़ जाती है, जिसमें तार टूटने के बाद, एक आपातकालीन स्टॉप को "मैन्युअल रूप से" सक्रिय किया जाना चाहिए। ऑपरेटर द्वारा.