1. Ներածություն

Մի քանիից մինչև տասնյակ միկրոմետր հաստությամբ վոլֆրամի մետաղալարերը պլաստիկ ձևավորվում են պարույրների և օգտագործվում են շիկացման և արտանետման լույսի աղբյուրների համար: Հաղորդալարերի արտադրությունը հիմնված է փոշու տեխնոլոգիայի վրա, այսինքն՝ քիմիական պրոցեսի միջոցով ստացված վոլֆրամի փոշին հաջորդաբար ենթարկվում է սեղմման, սինթրման և պլաստիկի ձևավորման (պտտվող դարբնագործություն և քաշում): Նկատի ունեցեք, որ մետաղալարերի ոլորման գործընթացը պետք է բերի լավ պլաստիկ հատկություններ և «ոչ շատ բարձր» առաձգականություն: Մյուս կողմից, պարույրների շահագործման պայմանների պատճառով և, առաջին հերթին, պահանջվող բարձր սողացող դիմադրության պատճառով, վերաբյուրեղացված լարերը պիտանի չեն արտադրության համար, հատկապես, եթե դրանք ունեն կոպիտ կառուցվածք:

Մետաղական նյութերի մեխանիկական և պլաստիկ հատկությունների փոփոխությունը, մասնավորապես, նվազեցնելով ուժեղ աշխատանքային կարծրությունը առանց եռացման մշակման հնարավոր է մեխանիկական ուսուցման միջոցով: Այս գործընթացը բաղկացած է մետաղը կրկնվող, փոփոխական և ցածր պլաստիկ դեֆորմացիայի ենթարկելուց: Ցիկլային հակազդեցության ազդեցությունը մետաղների մեխանիկական հատկությունների վրա փաստագրված է, ի թիվս այլոց, Բոչնյակի և Մոսորի [1] թղթում, որտեղ օգտագործվում են CuSn 6,5% թիթեղյա բրոնզե շերտեր: Ցույց է տրվել, որ մեխանիկական ուսուցումը հանգեցնում է աշխատանքի փափկացման:
Ցավոք, վոլֆրամի լարերի մեխանիկական պարամետրերը, որոնք որոշվում են պարզ միակողմանի առաձգական փորձարկումներում, շատ անբավարար են պարույրների արտադրության գործընթացում դրանց վարքը կանխատեսելու համար: Այս լարերը, չնայած նմանատիպ մեխանիկական հատկություններին, հաճախ բնութագրվում են ոլորման նկատմամբ զգալիորեն տարբեր զգայունությամբ: Հետևաբար, վոլֆրամային մետաղալարի տեխնոլոգիական բնութագրերը գնահատելիս առավել հուսալի են համարվում հետևյալ փորձարկումների արդյունքները՝ միջուկի մետաղալարերի փաթաթում, միակողմանի ոլորում, դանակի ծայրի սեղմում, թեքում և ձգում կամ շրջելի ժապավեն [2]: . Վերջերս առաջարկվել է նոր տեխնոլոգիական թեստ [3], որտեղ մետաղալարը ենթարկվում է լարվածության հետ միաժամանակ ոլորման (TT թեստ), իսկ սթրեսային վիճակը, հեղինակների կարծիքով, մոտ է արտադրության գործընթացում տեղի ունեցողին։ թելերից։ Ավելին, տարբեր տրամագծերով վոլֆրամի լարերի վրա անցկացված TT թեստերի արդյունքները ցույց են տվել տեխնոլոգիական գործընթացների ընթացքում դրանց հետագա վարքագիծը կանխատեսելու նրա կարողությունը [4, 5]:

Այստեղ ներկայացված աշխատանքի նպատակն է պատասխանել այն հարցին, թե արդյո՞ք, և արդյոք, որքանո՞վ է վոլֆրամային մետաղալարի վրա հեծանվային դեֆորմացիայի մշակման (CDT) օգտագործումը կտրման մեթոդով շարունակական բազմակողմ ճկման միջոցով, կարող է փոփոխել դրա մեխանիկական և տեխնոլոգիական: կարևոր հատկություններ.

Ընդհանուր առմամբ, մետաղների ցիկլային դեֆորմացիան (օրինակ՝ ձգման և սեղմման կամ երկկողմանի ճկման միջոցով) կարող է ուղեկցվել երկու տարբեր կառուցվածքային գործընթացներով։ Առաջինը բնորոշ է փոքր ամպլիտուդներով դեֆորմացմանը և

ներառում է այսպես կոչված հոգնածության երևույթներ, որոնք հանգեցնում են նրան, որ ուժեղ աշխատանքով կարծրացած մետաղը վերածվում է լարվածության փափկվածի, նախքան դրա ոչնչացումը [7]:

Երկրորդ պրոցեսը, որը գերակշռում է բարձր լարվածության ամպլիտուդներով դեֆորմացիայի ժամանակ, առաջացնում է պլաստիկ հոսք առաջացնող կտրող ժապավենների ուժեղ հետերոգենացում: Հետևաբար, տեղի է ունենում մետաղի կառուցվածքի կտրուկ մասնատում, մասնավորապես՝ նանո չափերի հատիկների առաջացում, հետևաբար՝ աշխատունակության հաշվին դրա մեխանիկական հատկությունների զգալի աճ։ Նման էֆեկտը ստացվում է, օրինակ, շարունակական կրկնվող ծալքավորման և ուղղման մեթոդով, որը մշակվել է Huang et al. [8], որը բաղկացած է բազմակի, հերթափոխով, անցնող (գլորվող) շերտերից «փոխանցված» և հարթ գլանափաթեթների միջև, կամ ավելի բարդ ձևով, որը լարվածության տակ շարունակական ճկման մեթոդ է [9], որտեղ ձգվող ժապավենը. հակասում է պտտվող գլանափաթեթների հավաքածուի երկարությամբ շրջելի շարժման պատճառով: Իհարկե, հատիկների լայնածավալ մասնատումը կարելի է ձեռք բերել նաև մեծ լարումով միապաղաղ դեֆորմացիայի ժամանակ՝ օգտագործելով այսպես կոչված ծանր պլաստիկ դեֆորմացիայի մեթոդները, մասնավորապես, հավասար ալիքային անկյունային էքստրուզիայի մեթոդները [10] առավել հաճախ բավարարում են պարզ պայմանները: մետաղի կտրում: Ցավոք սրտի, դրանք հիմնականում օգտագործվում են լաբորատոր մասշտաբով եւ տեխնիկապես դա հնարավոր չէ

դրանք օգտագործել երկար շերտերի կամ լարերի հատուկ մեխանիկական հատկություններ ստանալու համար։

Որոշ փորձեր են արվել նաև գնահատելու փոքր միավորի դեֆորմացիաներով կիրառվող ցիկլային փոփոխվող կտրվածքի ազդեցությունը հոգնածության երևույթներն ակտիվացնելու ունակության վրա: Պղնձի և կոբալտի շերտերի վրա [11] կատարված փորձարարական ուսումնասիրությունների արդյունքները կոնտրալեքսային կտրվածքով հաստատեցին վերը նշված թեզը։ Թեև խուզման մեթոդով կոնտրոլեքսը բավականին հեշտ է կիրառվել հարթ մետաղական մասերի վրա, լարերի ավելի անմիջական կիրառումը իմաստ չունի, քանի որ, ըստ սահմանման, դա չի երաշխավորում համասեռ կառուցվածքի և, հետևաբար, նույնական հատկությունների ձեռքբերումը: մետաղալարի շրջագիծը (կամայականորեն կողմնորոշված ​​շառավղով): Այդ իսկ պատճառով այս աշխատությունը օգտագործում է CDT-ի նոր ձևավորված և օրիգինալ մեթոդ, որը նախատեսված է բարակ լարերի համար՝ հիմնված կտրվածքով շարունակական բազմակողմ ճկման վրա:

Նկ. 1 Հաղորդալարերի մեխանիկական պատրաստման գործընթացի սխեման.1 վոլֆրամի մետաղալար,2 կծիկ մետաղալարով պտտվելու համար,3 վեց պտտվող մահարանների համակարգ,4 ոլորուն կծիկ,5 կոտրել քաշը, և6 արգելակ (պողպատե գլան, որի շուրջը թիթեղյա բրոնզե ժապավեն է)

2. Փորձ

200 մկմ տրամագծով վոլֆրամային մետաղալարի CDT-ն իրականացվել է հատուկ կառուցված փորձարկման սարքի վրա, որի սխեման ներկայացված է Նկ. 1-ում։

(2) 100 մմ տրամագծով, մտցվել է վեց ձողերի համակարգի մեջ (3), մետաղալարի հետ նույն տրամագծով անցքերով, որոնք ամրացված են ընդհանուր պատյանում և առանցքի շուրջը պտտվում են 1350 պտտ/ արագությամբ։ ր. Սարքի միջով անցնելուց հետո մետաղալարը պտտվել է 100 մմ տրամագծով կծիկի վրա (4), որը պտտվում է 115 պտտ/րոպե արագությամբ։ Կիրառված պարամետրերը որոշում են, որ մետաղալարի գծային արագությունը պտտվող ձողերի նկատմամբ 26,8 մմ/շրջադարձ է:

Մատյանների համակարգի համապատասխան ձևավորումը նշանակում էր, որ յուրաքանչյուր երկրորդ ձողը պտտվում է էքսցենտրիկ կերպով (նկ. 2), և պտտվող ձողերի միջով անցնող մետաղալարերի յուրաքանչյուր կտոր ենթարկվում էր շարունակական բազմակողմ ճկման՝ ճեղքման միջոցով, որն առաջանում էր արդուկման միջոցով ձողերի ներքին մակերեսի եզրին:

Նկ. 2 Պտտվող գավազանների սխեմատիկ դասավորությունը (պիտակավորված համարով3 Նկար 1-ում)

Նկ. 3 Մատյանների համակարգ. ընդհանուր տեսք; բ հիմնական մասեր.1 կենտրոնական մեռնում,2 էքսցենտրիկ մահանում է,3 spacer օղակներ

Չփաթաթված մետաղալարը եղել է սկզբնական լարվածության ազդեցության տակ՝ ձգման կիրառման պատճառով, որը ոչ միայն պաշտպանում է այն խճճվելուց, այլև որոշում է ճկման և կտրող դեֆորմացման փոխադարձ մասնակցությունը: Դրան հնարավոր եղավ հասնել կծիկի վրա ամրացված արգելակի շնորհիվ՝ թիթեղյա բրոնզե ժապավենի տեսքով, որը սեղմված է քաշով (նկար 1-ում նշված է 5 և 6): Նկար 3-ը ցույց է տալիս սարքի ուսուցման տեսքը ծալված ժամանակ, և դրա յուրաքանչյուր բաղադրիչ: Հաղորդալարերի մարզումն իրականացվել է երկու տարբեր քաշով.

4.7 և 8.5 N, մինչև չորս անցնում է մատրիցների հավաքածուով: Առանցքային լարվածությունը կազմել է համապատասխանաբար 150 և 270 ՄՊա:

Լարի առաձգական փորձարկումը (ինչպես սկզբնական վիճակում, այնպես էլ վարժեցված) իրականացվել է Zwick Roell փորձարկման մեքենայի վրա: Նմուշների չափիչի երկարությունը 100 մմ էր, իսկ առաձգական լարման արագությունը

8×10⁻³ s⁻¹. Յուրաքանչյուր դեպքում մեկ չափման կետ (յուրաքանչյուրի համար

տարբերակներից) ներկայացնում է առնվազն հինգ նմուշ:

TT թեստն իրականացվել է հատուկ ապարատի վրա, որի սխեման ներկայացված է Նկար 4-ում, որն ավելի վաղ ներկայացված է Bochniak et al. (2010): 1 մ երկարությամբ վոլֆրամի մետաղալարի կենտրոնը (1) տեղադրվել է բռնակի մեջ (2), այնուհետև դրա ծայրերը՝ ուղեցույցի գլանափաթեթների միջով անցնելուց (3) և յուրաքանչյուրը 10 Ն կշռող կշիռներ (4) ամրացնելուց հետո, արգելափակվել են սեղմակի մեջ (5): Բռնակի (2) պտտվող շարժումը հանգեցրեց երկու կտոր մետաղալարերի ոլորուն

(կաթված իրենց վրա), փորձարկված նմուշի ֆիքսված ծայրերով, իրականացվել է առաձգական լարումների աստիճանական աճով:

Փորձարկման արդյունքը եղել է շրջադարձերի քանակը (N_T) անհրաժեշտ էր մետաղալարը պատռելու համար և սովորաբար առաջանում էր ձևավորված խճճվածքի առջևի մասում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում: Կատարվել է առնվազն տասը փորձարկում յուրաքանչյուր տարբերակում: Մարզումից հետո մետաղալարը մի փոքր ալիքաձև տեսք ուներ։ Հարկ է ընդգծել, որ Բոչնյակի և Պիելայի (2007) [4] և Ֆիլիպեկի (2010) աշխատությունների համաձայն.

[5] TT թեստը պարզ, արագ և էժան մեթոդ է ոլորման համար նախատեսված լարերի տեխնոլոգիական հատկությունները որոշելու համար:

Նկար 4 TT թեստի սխեմա.1 փորձարկված մետաղալար,2 բռնում, որը պտտվում է էլեկտրական շարժիչով, զուգակցված պտույտների ձայնագրման սարքի հետ,3 ուղեցույց գլանափաթեթներ,4կշիռներ,5 ծնոտները սեղմում են մետաղալարերի ծայրերը

3. Արդյունքներ

Նախնական լարվածության ազդեցությունը և CDT գործընթացում անցումների քանակը վոլֆրամային լարերի հատկությունների վրա ներկայացված են Նկ. 6 և 7. Ստացված մետաղալարերի մեխանիկական պարամետրերի մեծ ցրումը ցույց է տալիս փոշու տեխնոլոգիայով ստացված նյութի անհամասեռության սանդղակը, և, հետևաբար, իրականացված վերլուծությունը կենտրոնանում է փորձարկված հատկությունների փոփոխության միտումների վրա և ոչ թե դրանց բացարձակ արժեքների վրա:

Առևտրային վոլֆրամային մետաղալարը բնութագրվում է զիջման լարվածության (YS) միջին արժեքներով, որը հավասար է 2,026 ՄՊա, առաձգականության վերջնական ուժը (UTS) 2,294 ՄՊա, ընդհանուր երկարացումը:

A≈2,6 % և Ն_Tորքան 28. Անկախ այն

Կիրառված լարվածության մեծությունը, CDT-ն հանգեցնում է միայն փոքրի

UTS-ի նվազում (չորս անցումից հետո մետաղալարերի համար 3%-ից ոչ ավելի), և ԵԾ ևA մնում են համեմատաբար նույն մակարդակի վրա (նկ. 6a–c և 7a–c)։

Նկ. 5 Վոլֆրամի մետաղալարի տեսքը կոտրվածքից հետո TT թեստում

Նկ. 6 Մեխանիկական ուսուցման ազդեցությունը (անցումների քանակը n) մեխանիկական (ա–գ) և տեխնոլոգիական (դ) վրա (սահմանված է Ն_TTT թեստում) վոլֆրամային մետաղալարերի հատկությունները. կից քաշային արժեքը 4.7 N

CDT-ն միշտ հանգեցնում է լարերի ոլորումների թվի զգալի աճի Ն_T. Մասնավորապես, առաջին երկու անցումների համար Ն_Tհասնում է ավելի քան 34-ի 4,7 Ն լարման դեպքում և գրեթե 33-ի 8,5 Ն լարման դեպքում: Սա մոտ 20%-ով աճ է առևտրային լարերի նկատմամբ: Ավելի մեծ թվով անցումների կիրառումը հանգեցնում է N-ի հետագա աճի_Tմիայն 4,7 Ն լարման տակ վարժվելու դեպքում: Չորս անցումից հետո մետաղալարը ցույց է տալիս N-ի միջին մեծությունը_Tգերազանցում է 37-ը, ինչը սկզբնական վիճակում գտնվող մետաղալարերի համեմատ կազմում է ավելի քան 30% աճ: Լարերի հետագա վարժեցումը ավելի բարձր լարվածության դեպքում այլևս չի փոխի նախկինում ձեռք բերված N-ի մեծությունը_Tարժեքներ (նկ. 6d և 7d):

4. Վերլուծություն

Ստացված արդյունքները ցույց են տալիս, որ վոլֆրամային մետաղալարերի CDT-ի համար օգտագործվող մեթոդը գործնականում չի փոխում իր մեխանիկական պարամետրերը, որոնք որոշվել են առաձգական փորձարկումներում (առաձգական վերջնական ուժի միայն մի փոքր նվազում է եղել), բայց զգալիորեն մեծացրել է այն:

տեխնոլոգիական հատկություններ, որոնք նախատեսված են պարույրների արտադրության համար. սա ներկայացված է TT թեստի շրջադարձերի քանակով: Սա հաստատում է Բոչնյակի և Պիելայի ավելի վաղ ուսումնասիրությունների արդյունքները (2007 թ.)

[4] պարույրների արտադրության գործընթացում լարերի նկատվող վարքագծի հետ առաձգական փորձարկման արդյունքների կոնվերգենցիայի բացակայության մասին։

Վոլֆրամի լարերի արձագանքը CDT գործընթացի վրա զգալիորեն կախված է կիրառվող լարվածությունից: Ցածր լարվածության ուժի դեպքում նկատվում է պտույտների քանակի պարաբոլիկ աճ անցումների քանակով, մինչդեռ լարվածության ավելի մեծ արժեքների կիրառումը հանգեցնում է (արդեն երկու անցումից հետո) հագեցվածության վիճակի հասնելուն և նախկինում ձեռք բերված տեխնոլոգիական կայունացմանը: հատկություններ (նկ. 6d և 7d):

Վոլֆրամի հաղորդալարի նման դիվերսիֆիկացված արձագանքը ընդգծում է այն փաստը, որ լարվածության մեծությունը որոշում է նյութի թե սթրեսային վիճակի, թե դեֆորմացիայի վիճակի քանակական փոփոխությունը և, հետևաբար, նրա առաձգական-պլաստիկ վարքը: Պլաստիկ ճկման գործընթացում ավելի մեծ լարվածության օգտագործումը մետաղալարերի միջև, որոնք անցնում են իրար հաջորդող սխալ դասավորված ձողերի միջև, հանգեցնում է լարերի ճկման ավելի փոքր շառավղին. հետևաբար, մետաղալարի առանցքին ուղղահայաց ուղղությամբ պլաստիկ լարումը, որը պատասխանատու է կտրման մեխանիզմի համար, ավելի մեծ է և հանգեցնում է կտրող շերտերում տեղայնացված պլաստիկ հոսքի: Մյուս կողմից, ցածր լարվածությունը հանգեցնում է նրան, որ մետաղալարերի CDT գործընթացը տեղի է ունենում առաձգական լարվածության ավելի մեծ մասնակցությամբ (այսինքն, պլաստիկ լարման մասը ավելի փոքր է), ինչը նպաստում է միատարր դեֆորմացիայի գերակայությանը: Այս իրավիճակները հստակորեն տարբերվում են միակողմանի առաձգական փորձարկման ժամանակ տեղի ունեցող իրավիճակներից:

Հարկ է նաև նշել, որ CDT-ն բարելավում է տեխնոլոգիական բնութագրերը միայն բավարար որակով լարերի համար, այսինքն՝ առանց էական ներքին թերությունների (ծակոտիներ, դատարկություններ, ընդհատումներ, միկրոճաքեր, հացահատիկի սահմաններում բավարար շարունակական կպչունության բացակայություն և այլն: .) փոշու մետալուրգիայի միջոցով մետաղալարերի արտադրության արդյունքում: Հակառակ դեպքում, ոլորումների ստացված արժեքի աճող ցրումը Ն_Tանցումների քանակի ավելացման հետ մեկտեղ վկայում է մետաղալարերի կառուցվածքի խորացող տարբերակման մասին իր տարբեր մասերում (երկարությամբ), այդպիսով կարող է նաև օգտակար չափանիշ ծառայել առևտրային մետաղալարի որակը գնահատելու համար: Այս խնդիրները հետագայում քննության առարկա կդառնան։

Նկ. 7 Մեխանիկական ուսուցման ազդեցությունը (անցումների քանակը n) մեխանիկական (ա–գ) և տեխնոլոգիական (դ) վրա (սահմանված է Ն_TTT թեստում) վոլֆրամային մետաղալարերի հատկությունները. կից քաշային արժեքը 8,5 Ն

5. Եզրակացություններ

1, Վոլֆրամի լարերի CDT-ն բարելավում է դրանց տեխնոլոգիական հատկությունները, ինչպես սահմանված է Ն._Tկոտրվելուց առաջ:

2, Ն_Tմոտ 20%-ով ինդեքսը հասնում է CDT-ի երկու շարքի ենթարկված մետաղալարով:

3， Լարի լարվածության մեծությունը CDT-ի գործընթացում էական ազդեցություն ունի դրա տեխնոլոգիական հատկությունների վրա, որոնք սահմանվում են N-ի արժեքով:_Tցուցանիշը։ Նրա ամենաբարձր արժեքին հասել է մի փոքր լարման ենթարկված մետաղալար (առաձգական լարվածություն):

4. Ե՛վ ավելի բարձր լարվածության, և՛ բազմակողմ ճկման ավելի շատ ցիկլերի օգտագործումը կտրվածքով արդարացված չէ, քանի որ դա միայն հանգեցնում է N-ի նախկինում ձեռք բերված արժեքի կայունացմանը:_Tցուցանիշը։

5， CDT վոլֆրամային մետաղալարի տեխնոլոգիական հատկությունների զգալի բարելավումը չի ուղեկցվում առաձգական փորձարկումով որոշված ​​մեխանիկական պարամետրերի փոփոխությամբ, ինչը հաստատում է համոզմունքը նման թեստի ցածր օգտագործելիության մասին՝ կանխատեսելու մետաղալարերի տեխնոլոգիական վարքագիծը:

Ստացված փորձարարական արդյունքները ցույց են տալիս վոլֆրամային մետաղալարի CDT-ի պիտանիությունը պարույրների արտադրության համար: Մասնավորապես, հիմք ընդունելով մետաղալարերի երկարության հաջորդական առաջխաղացման մեթոդը, ցիկլային, բազմակողմ ճկումը փոքր լարումով առաջացնում է ներքին լարումների թուլացում: Այդ պատճառով պարույրների պլաստիկ ձևավորման ժամանակ մետաղալարի կոտրման միտումը սահմանափակում է: Արդյունքում հաստատվեց, որ արտադրական պայմաններում թափոնների քանակի կրճատումը մեծացնում է արտադրական գործընթացի արդյունավետությունը՝ վերացնելով արտադրական ավտոմատացված սարքավորումները, որոնցում լարը կոտրելուց հետո վթարային կանգառը պետք է «ձեռքով» միացվի։ օպերատորի կողմից։