1. Кіріспе

Қалыңдығы бірнеше ондаған микрометрге дейінгі вольфрам сымдары пластикалық түрде спираль түрінде жасалады және қыздыру және разрядтық жарық көздері үшін қолданылады. Сым өндірісі ұнтақ технологиясына негізделген, яғни химиялық процесс арқылы алынған вольфрам ұнтағы бірінен соң бірі престеуге, агломерацияға және пластикалық қалыптауға (айналмалы соғу және тарту) ұшырайды. Сымды орау процесі жақсы пластикалық қасиеттерге және «тым жоғары емес» серпімділікке әкелуі керек екенін ескеріңіз. Екінші жағынан, спиральдарды пайдалану жағдайларына және ең алдымен талап етілетін жоғары сусымалы кедергіге байланысты, қайта кристалданған сымдар өндіріске жарамайды, әсіресе олардың құрылымы ірі түйіршікті болса.

Металл материалдарының механикалық және пластикалық қасиеттерін өзгерту, атап айтқанда, күйдіргіш өңдеусіз күшті жұмысты азайту механикалық оқытудың көмегімен мүмкін болады. Бұл процесс металды қайталанатын, ауыспалы және төмен пластикалық деформацияға ұшыратудан тұрады. Металдардың механикалық қасиеттеріне циклдік қарама-қайшылықтың әсері басқалармен қатар, Bochniak және Mosor [1] қағазында құжатталған, мұнда CuSn 6,5% қалайы қола жолақтары қолданылады. Механикалық дайындық жұмысты жұмсартуға әкелетіні көрсетілді.
Өкінішке орай, қарапайым бір осьті созылу сынақтарында анықталған вольфрам сымдарының механикалық параметрлері олардың спиральдарды өндіру процесінде әрекетін болжау үшін жеткіліксіз. Бұл сымдар, ұқсас механикалық қасиеттерге қарамастан, көбінесе орамға айтарлықтай әртүрлі сезімталдықпен сипатталады. Сондықтан вольфрам сымының технологиялық сипаттамаларын бағалау кезінде келесі сынақтардың нәтижелері сенімдірек болып саналады: өзек сымының орамасы, бір бағытты бұралуы, пышақ жиегімен қысылуы, иілу және созылу немесе қайтымды жолақ [2] . Жақында жаңа технологиялық сынақ ұсынылды [3], онда сым кернеумен бір уақытта бұралуға ұшырайды (ТТ сынағы) және кернеу күйі - авторлардың пікірінше - өндіріс процесінде болатын жағдайға жақын. жіпшелерден. Сонымен қатар, әр түрлі диаметрлі вольфрамды сымдарда жүргізілген ТТ сынауларының нәтижелері олардың технологиялық процестер кезінде кейінгі әрекетін алдын ала білу қабілетін көрсетті [4, 5].

Мұнда ұсынылған жұмыстың мақсаты - вольфрамдық сымда үзіліссіз көп жақты иілу арқылы циклдік деформацияны өңдеуді (CDT) кесу әдісімен [6] қолдану оның механикалық және технологиялық қасиеттерін өзгертуі мүмкін бе және қаншалықты дәрежеде деген сұраққа жауап беру болып табылады. маңызды қасиеттер.

Жалпы айтқанда, металдардың циклдік деформациясы (мысалы, созылу және қысу немесе екі жақты иілу арқылы) екі түрлі құрылымдық процестермен бірге жүруі мүмкін. Біріншісі шағын амплитудалары бар деформацияға тән және

шаршау деп аталатын құбылыстарды қамтиды, нәтижесінде қатты жұмыста шыңдалған метал оның жойылуынан бұрын деформацияланған жұмсартылғанға айналады [7].

Жоғары деформация амплитудалары бар деформация кезінде басым болатын екінші процесс пластикалық ағынды тудыратын ығысу белдеулерінің күшті гетерогенизациясын тудырады. Демек, металл құрылымының күрт фрагменті байқалады, атап айтқанда, нано өлшемді түйіршіктердің пайда болуы, осылайша оның механикалық қасиеттерінің жұмыс қабілеттілігі есебінен айтарлықтай жоғарылауы. Мұндай әсер, мысалы, Хуан және т.б. әзірлеген үздіксіз қайталанатын гофр және түзету әдісінде алынған. [8], ол «тісті» және тегіс орамдар арасындағы жолақтардың бірнеше, кезектесіп өтуінен (домалауынан) тұрады немесе одан да күрделі түрде, тартылу кезінде үздіксіз иілу әдісі [9], онда созылған жолақ айналмалы орамдар жинағының ұзындығы бойынша қайтымды қозғалысқа байланысты контрафлексияланады. Әрине, дәндердің кең фрагментациясын үлкен деформациямен монотонды деформация кезінде, ауыр пластикалық деформация деп аталатын әдістерді, атап айтқанда, қарапайым шарттарды қанағаттандыратын тең арналы бұрыштық экструзия әдістерін [10] пайдалана отырып алуға болады. металды кесу. Өкінішке орай, олар негізінен зертханалық масштабта қолданылады және техникалық мүмкін емес

ұзын жолақтардың немесе сымдардың нақты механикалық қасиеттерін алу үшін оларды пайдалану.

Шаршау құбылыстарын белсендіру қабілетіне шағын бірлік деформацияларымен қолданылатын циклдік өзгеретін ығысудың әсерін бағалау үшін кейбір әрекеттер жасалды. Мыс пен кобальт жолақтарында қырқумен контрфлексация арқылы жүргізілген эксперименталды зерттеулердің нәтижелері [11] жоғарыда аталған тезисті растады. Кесу әдісімен контрфлексияны жалпақ металл бөлшектерге қолдану оңай болғанымен, сымдар үшін неғұрлым тікелей қолдану мағынасы жоқ, өйткені анықтамасы бойынша ол біртекті құрылымды алуға кепілдік бермейді, және осылайша, ұқсас қасиеттерге ие. сымның шеңбері (еркін бағытталған радиусы бар). Осы себепті, бұл қағазда үзіліссіз көп жақты иілу арқылы кесу арқылы жіңішке сымдарға арналған CDT жаңадан қалыптасқан және түпнұсқа әдісі қолданылады.

1-сурет Сымдарды механикалық оқыту процесінің схемасы:1 вольфрам сымы,2 орауыш үшін сымы бар катушкалар,3 алты айналмалы штамптар жүйесі,4 орама орама,5 салмақты үзу және6 тежегіш ( айналасында қалайы қола жолағы бар болат цилиндр

2. Эксперимент

Диаметрі 200 мкм вольфрам сымының CDT схемасы 1-суретте көрсетілген арнайы құрастырылған сынақ құрылғысында орындалды. Орамнан оралмаған сым (1)

(2) диаметрі 100 мм, жалпы корпуста бекітілген және ось айналасында 1350 рев/ жылдамдықпен айналатын диаметрі сыммен бірдей саңылаулары бар алты матрица (3) жүйесіне енгізілді. мин. Құрылғы арқылы өткеннен кейін сым 115 рев/мин жылдамдықпен айналатын диаметрі 100 мм катушкаға (4) оралды. Қолданылатын параметрлер сымның айналмалы қалыптарға қатысты сызықтық жылдамдығын 26,8 мм/айн құрайды.

Қалыптар жүйесінің сәйкес конструкциясы әрбір екінші матрицаның эксцентрлік айналуын білдіреді (2-сурет) және айналмалы қалыптар арқылы өтетін сымның әрбір бөлігі штамптардың ішкі бетінің шетінде үтіктеу арқылы индукцияланған кесумен үздіксіз көпжақты иілуге ​​ұшырады.

2-сурет Айналмалы матрицалардың схемалық орналасуы (нөмірімен белгіленген3 1-суретте)

3-сурет Қалыптар жүйесі: жалпы көрініс; b негізгі бөліктері:1 орталықтандырылған өлістер,2 эксцентрлік өлістер,3 аралық сақиналар

Тартылмаған сым шиеленістің әсерінен бастапқы кернеудің әсерінен болды, бұл оны тек шиеленісуден қорғап қана қоймайды, сонымен қатар иілу және кесу деформациясының өзара қатысуын анықтайды. Бұған салмақпен басылған қалайы қола жолақ түріндегі катушкаға орнатылған тежегіштің арқасында қол жеткізу мүмкін болды (1-суретте 5 және 6 деп белгіленген). 3-суретте бүктелген кезде құрылғыны оқытудың сыртқы түрі және оның әрбір құрамдас бөлігі көрсетілген. Сымдарды оқыту екі түрлі салмақпен орындалды:

4,7 және 8,5 Н, штамптар жинағы арқылы төртке дейін өтеді. Осьтік кернеу сәйкесінше 150 және 270 МПа құрады.

Сымның созылу сынағы (бастапқы күйде де, дайындалған да) Zwick Roell сынау машинасында орындалды. Үлгілердің өлшеуішінің ұзындығы 100 мм және созылу деформациясы болды

8×10⁻³ s⁻¹. Әрбір жағдайда бір өлшеу нүктесі (әрқайсысы үшін

нұсқалардың) кемінде бес үлгіні білдіреді.

ТТ сынағы бұрын Bochniak және т.б. ұсынған схемасы 4-суретте көрсетілген арнайы аппаратта орындалды. (2010). Ұзындығы 1 м вольфрам сымының (1) ортасы ілмекке (2), содан кейін оның ұштары бағыттаушы орамдардан (3) өтіп, әрқайсысы 10 Н салмақты (4) бекіткеннен кейін, қысқышта (5) бітеліп қалды. Ұстағыштың (2) айналмалы қозғалысы сымның екі бөлігін орауға әкелді

(өзіне оралған), сыналған үлгінің бекітілген ұштары бар, созылу кернеулерінің біртіндеп жоғарылауымен орындалды.

Сынақ нәтижесі бұрылыстардың саны болды (Н_T) сымды үзу үшін қажет және әдетте 5-суретте көрсетілгендей қалыптасқан шиеленістің алдыңғы жағында орын алды. Әр нұсқада кемінде он сынақ орындалды. Жаттығудан кейін сым сәл толқынды пішінге ие болды. Бочняк пен Пьела (2007) [4] және Филипек (2010) құжаттарына сәйкес екенін атап өткен жөн.

[5] ТТ сынағы – орамға арналған сымдардың технологиялық қасиеттерін анықтаудың қарапайым, жылдам және арзан әдісі.

4-сурет ТТ сынағының сұлбасы:1 сыналған сым,2 электр қозғалтқышымен айналдырылған, бұралуды жазу құрылғысымен біріктірілген ұстағыш,3 бағыттаушы орамдар,4салмақтар,5 сымның ұштарын қысатын жақтар

3. Нәтижелер

Вольфрам сымдарының қасиеттеріне бастапқы кернеудің және CDT процесіндегі өту санының әсері күріш. 6 және 7. Алынған сымның механикалық параметрлерінің үлкен шашырауы ұнтақ технологиясымен алынған материалдың біртекті еместігі шкаласын көрсетеді, сондықтан жүргізілген талдау олардың абсолютті мәндеріне емес, сыналған қасиеттердің өзгеру тенденцияларына назар аударады.

Коммерциялық вольфрам сымы 2,026 МПа-ға тең аққыштық кернеуінің (YS) орташа мәндерімен, 2,294 МПа шекті созылу беріктігімен (UTS), жалпы ұзартумен сипатталады.

A≈2,6 % және N_T28. қарамастан

қолданылатын шиеленістің шамасы, CDT аз ғана нәтиже береді

UTS төмендеуі (төрт өтуден кейін сым үшін 3 %-дан аспайды) және YS және деA салыстырмалы түрде бірдей деңгейде қалады (6a–c және 7a–c-суреттер).

5-сурет ТТ сынағындағы сынудан кейінгі вольфрам сымының көрінісі

6-сурет Механикалық жаттығулардың әсері (өту саны n) механикалық (a–c) және технологиялық (г) бойынша (анықтаған Н_TТТ сынағында) вольфрам сымының қасиеттері; тіркелген салмағы 4,7 Н

CDT әрқашан N сым бұралуларының санының айтарлықтай өсуіне әкеледі_T. Атап айтқанда, алғашқы екі өтуде Н_T4,7 Н кернеу үшін 34-тен жоғары және 8,5 Н кернеу үшін 33-ке жетеді. Бұл коммерциялық сымға қатысты шамамен 20 % өсуді білдіреді. Көбірек өту санын қолдану N-нің одан әрі ұлғаюына әкеледі_Tтек 4,7 Н кернеу астында жаттығу кезінде. Төрт өтуден кейінгі сым N орташа шамасын көрсетеді._T37-ден асады, бұл бастапқы күйдегі сыммен салыстырғанда 30%-дан астам өсуді білдіреді. Жоғары кернеулерде сымды одан әрі оқыту бұрын қол жеткізілген N шамасын өзгертпейді_Tмәндері (6d және 7d-суреттер).

4. Талдау

Алынған нәтижелер CDT вольфрам сымы үшін қолданылатын әдіс оның созылу сынақтарында анықталған механикалық параметрлерін іс жүзінде өзгертпейтінін көрсетеді (созылу беріктігінің аз ғана төмендеуі болды), бірақ оның беріктігін айтарлықтай арттырды.

спиральдарды өндіруге арналған технологиялық қасиеттері; бұл ТТ сынағындағы бұрылыстар санымен ұсынылған. Бұл Бочняк пен Пьеланың (2007) бұрынғы зерттеулерінің нәтижелерін растайды.

[4] спиральдарды өндіру процесінде сымдардың байқалатын мінез-құлқымен созылу сынағы нәтижелерінің конвергенциясының жоқтығы туралы.

Вольфрам сымдарының CDT процесіне реакциясы қолданылатын кернеуге айтарлықтай байланысты. Төмен кернеу күшінде өту санымен бұралулар санының параболалық өсуі байқалады, ал кернеудің үлкен мәндерін қолдану (екі өтуден кейін) қаныққан күйге жетуге және бұрын алынған технологиялық көрсеткіштерді тұрақтандыруға әкеледі. қасиеттері (6d және 7d-суреттер).

Вольфрам сымының мұндай әртараптандырылған реакциясы кернеу шамасы материалдың кернеу күйінің де, деформациялық күйінің де сандық өзгеруін, демек, оның серпімді-пластикалық мінез-құлқын анықтайтынын көрсетеді. Кезекті тураланбаған қалыптар арасында өтетін сымдағы пластикалық иілу процесінде жоғары кернеуді пайдалану сымның иілу радиусының кішірек болуына әкеледі; демек, ығысу механизміне жауапты сымның осіне перпендикуляр бағыттағы пластикалық деформация үлкенірек және кесу жолақтарында локализацияланған пластикалық ағынға әкеледі. Екінші жағынан, төмен кернеу сымның CDT процесін серпімді деформацияның көбірек қатысуымен (яғни пластикалық деформация бөлігі кішірек) жүреді, бұл біртекті деформацияның үстемдігін қамтамасыз етеді. Бұл жағдайлар бір осьті созылу сынағы кезінде орын алған жағдайлардан айтарлықтай ерекшеленеді.

Сондай-ақ, CDT тек жеткілікті сапасы бар, яғни елеулі ішкі ақаулары жоқ (кеуектер, бос жерлер, үзілістер, микрожарықтар, дән шекараларында жеткілікті үздіксіз адгезияның болмауы және т. .) ұнтақ металлургиясының сым өндірісінен алынған. Әйтпесе, бұралулардың алынған мәнінің өсетін шашырауы N_Tөту санының ұлғаюымен қатар оның әртүрлі бөліктеріндегі (ұзындығы бойынша) сым құрылымының дифференциациясының тереңдеуін көрсетеді, осылайша коммерциялық сымның сапасын бағалау үшін пайдалы критерий бола алады. Бұл мәселелер алдағы уақытта зерттеу тақырыбы болады.

7-сурет Механикалық жаттығулардың әсері (өту саны n) механикалық (a–c) және технологиялық (г) бойынша (анықтаған Н_TТТ сынағында) вольфрам сымының қасиеттері; тіркелген салмағы 8,5 Н

5. Қорытындылар

1， Вольфрам сымдарының CDT олардың технологиялық қасиеттерін жақсартады, бұл N арқылы кернеу сынағымен бұралуда анықталған._Tсыну алдында.

2, N санының артуы_T20%-ға жуық көрсеткішке CDT екі сериясына ұшыраған сым арқылы жетеді.

3， CDT процесіндегі сымның тартылу шамасы оның N мәнімен анықталатын технологиялық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді._Tиндекс. Оның ең жоғары мәніне шамалы кернеуге (созылу кернеуіне) ұшыраған сым жетті.

4， Қиқумен көп жақты иілудің жоғарырақ кернеуін де, көбірек циклдерін де пайдалану негізсіз, себебі ол тек N-ның бұрын жеткен мәнін тұрақтандыруға әкеледі._Tиндекс.

5， CDT вольфрам сымының технологиялық қасиеттерінің айтарлықтай жақсаруы созылу сынауында анықталған механикалық параметрлердің өзгеруімен қатар жүрмейді, бұл сымның технологиялық әрекетін болжау үшін мұндай сынақтың төмен жарамдылығы туралы сенімді растайды.

Алынған тәжірибелік нәтижелер спиральдарды өндіру үшін вольфрам сымының CDT жарамдылығын көрсетеді. Атап айтқанда, сым ұзындығын дәйекті ілгерілету үшін қолданылатын әдіске негізделген, аз деформациямен циклдік, көп бағытты иілу ішкі кернеулердің босаңсуын тудырады. Осы себепті спиральдарды пластикалық қалыптау кезінде сымның үзілу үрдісіне шектеу қойылады. Нәтижесінде, өндіріс жағдайында қалдықтардың мөлшерін азайту сым үзілгеннен кейін авариялық тоқтату «қолмен» іске қосылуы керек автоматтандырылған өндірістік жабдықтың тоқтап тұруын жою арқылы өндірістік процестің тиімділігін арттыратыны расталды. оператор арқылы.