1. Įvadas

Volframo laidai, kurių storis nuo kelių iki dešimčių mikrometrų, yra plastiškai formuojami į spirales ir naudojami kaitinamųjų ir išlydžio šviesos šaltiniams. Vielos gamyba paremta miltelių technologija, ty cheminiu būdu gauti volframo milteliai yra paeiliui presuojami, sukepinami ir formuojami plastiku (rotacinis kalimas ir tempimas). Atkreipkite dėmesį, kad vielos vyniojimo procesas turi turėti geras plastikines savybes ir „ne per didelį“ elastingumą. Kita vertus, dėl spiralių eksploatavimo sąlygų ir, svarbiausia, reikalaujamo didelio atsparumo valkšnumui, perkristalizuoti laidai nėra tinkami gamybai, ypač jei jie yra stambiagrūdės struktūros.

Modifikuoti metalinių metalinių medžiagų mechanines ir plastines savybes, ypač sumažinti stiprų kietėjimą be atkaitinimo, galima naudojant mechaninį mokymą. Šis procesas susideda iš kartotinės, kintamos ir mažai plastinės metalo deformacijos. Ciklinio kontrafleksūros poveikis mechaninėms metalų savybėms, be kita ko, užfiksuotas Bochniak ir Mosor [1] popieriuje, naudojant CuSn 6,5 % alavo bronzos juosteles. Buvo parodyta, kad mechaninis mokymas sukelia darbo minkštinimą.
Deja, atliekant paprastus vienaašius tempimo bandymus nustatyti volframo laidų mechaniniai parametrai yra nepakankami, kad būtų galima numatyti jų elgesį spiralių gamybos procese. Šie laidai, nepaisant panašių mechaninių savybių, dažnai pasižymi labai skirtingu jautrumu apvijoms. Todėl, vertinant volframinės vielos technologines charakteristikas, patikimesniais laikomi šių bandymų rezultatai: šerdies vielos apvijos, vienkryptės sukimo, peilio briaunos suspaudimo, lenkimo ir tempimo ar grįžtamojo juostos [2]. . Neseniai buvo pasiūlytas naujas technologinis bandymas [3], kurio metu viela yra veikiama tuo pačiu metu sukimo ir įtempimo (TT bandymas), o įtempių būsena – autorių nuomone – artima tai, kuri būna gamybos procese. siūlų. Be to, TT bandymų, atliktų su skirtingo skersmens volframo laidais, rezultatai parodė, kad jie gali numatyti vėlesnį jų elgesį technologinių procesų metu [4, 5].

Pateikto darbo tikslas – atsakyti į klausimą, ar ir kiek taikant ciklinį deformacinį apdorojimą (CDT) ant volframo vielos nepertraukiamo daugiašalio lenkimo kirpimo būdu [6], gali pasikeisti jos mechaninis ir technologinis. svarbios savybės.

Paprastai tariant, ciklinė metalų deformacija (pvz., dėl tempimo ir suspaudimo arba dvišalio lenkimo) gali būti lydima dviejų skirtingų struktūrinių procesų. Pirmasis būdingas deformacijai su mažomis amplitudėmis ir

Tai apima vadinamuosius nuovargio reiškinius, dėl kurių stipriai sukietėjęs metalas virsta įtempimo suminkštėjusiu prieš įvykstant jo sunaikinimui [7].

Antrasis procesas, dominuojantis deformacijos metu su didelėmis deformacijų amplitudėmis, sukuria stiprią plastiko srautą generuojančių šlyties juostų heterogenizaciją. Dėl to drastiškai suskaidoma metalo konstrukcija, ypač susidaro nano dydžio grūdeliai, todėl apdirbamumo sąskaita žymiai padidėja jo mechaninės savybės. Toks efektas gaunamas, pvz., Huang ir kt. sukurtas nuolatinio pasikartojančio gofravimo ir tiesinimo metodas. [8], kurį sudaro daugkartinis, pakaitinis, juostų perdavimas (vyniojimas) tarp „krumpliaračio“ ir lygiųjų ritinių, arba sudėtingesnis būdas, kuris yra nuolatinio lenkimo įtempiant [9], kai ištempta juosta yra kontrafleksuotas dėl grįžtamojo judėjimo išilgai besisukančių ritinių rinkinio. Žinoma, ekstensyvų grūdelių suskaidymą galima gauti ir monotoninės deformacijos metu su didele deformacija, naudojant vadinamuosius sunkios plastinės deformacijos metodus, ypač vienodo kanalo kampinio ekstruzijos metodus [10], dažniausiai tenkinančius paprastas sąlygas. metalo kirpimas. Deja, jie daugiausia naudojami laboratoriniu mastu ir tai techniškai neįmanoma

naudoti juos specifinėms ilgų juostų ar laidų mechaninėms savybėms gauti.

Taip pat buvo bandoma įvertinti cikliškai kintančios šlyties, taikomos esant mažoms vienetų deformacijoms, įtaką gebėjimui suaktyvinti nuovargio reiškinius. Eksperimentinių tyrimų, atliktų [11] su vario ir kobalto juostelėmis kontrafleksuojant su kirpimu, rezultatai patvirtino aukščiau pateiktą tezę. Nors kontrafleksūros su kirpimo metodą gana lengva pritaikyti plokščioms metalinėms dalims, tiesioginis laidų taikymas nėra prasmingas, nes pagal apibrėžimą jis negarantuoja homogeniškos struktūros, taigi ir identiškų savybių. vielos perimetras (su savavališkai orientuotu spinduliu). Dėl šios priežasties šiame darbe naudojamas naujai suformuotas ir originalus CDT metodas, skirtas plonoms vieloms, pagrįstas nuolatiniu daugiašaliu lenkimu su kirpimu.

1 pav. Laidų mechaninio mokymo proceso schema:1 volframo viela,2 ritė su viela išvyniojimui,3 šešių besisukančių štampų sistema,4 apvijos ritė,5 nulaužti svorį ir6 stabdys (plieninis cilindras su bronzos juosta aplink jį)

2. Eksperimentuokite

200 μm skersmens volframo vielos CDT buvo atliktas specialiai sukonstruotu bandymo prietaisu, kurio schema parodyta 1 pav. Neišvyniota viela (1) iš ritės

(2) kurio skersmuo 100 mm, buvo įvestas į šešių štampų (3) sistemą su tokio pat skersmens kaip viela skylėmis, kurios yra pritvirtintos bendrame korpuse ir sukasi aplink ašį 1350 aps./ min. Praleidus prietaisą, viela buvo suvyniota ant 100 mm skersmens ritės (4), kuri sukasi 115 aps./min. greičiu. Taikomi parametrai lemia tiesinį laido greitį besisukančių štampų atžvilgiu yra 26,8 mm/aps.

Tinkama štampų sistemos konstrukcija reiškė, kad kas antras štampai sukasi ekscentriškai (2 pav.), o kiekviena vielos dalis, einanti per besisukančius štampus, buvo nuolat lenkiama su kirpimu, sukeliamu lyginimo būdu ties štampų vidinio paviršiaus kraštu.

2 pav. Scheminis besisukančių štampų išdėstymas (pažymėtas numeriu3 1 pav.)

3 pav. Štampai: bendras vaizdas; b pagrindinės dalys:1 centriniai štampai,2 ekscentriniai štampai,3 tarpiklio žiedai

Nevyniota viela buvo veikiama pradinio įtempimo dėl įtempimo, kuris ne tik apsaugo jį nuo įsipainiojimo, bet ir lemia abipusį lenkimo ir šlyties deformacijų dalyvavimą. Tai buvo įmanoma pasiekti dėl stabdžio, pritvirtinto ant ritės, pagaminto iš skardos bronzos juostelės, prispaustos svareliu (1 pav. pažymėta 5 ir 6). 3 paveiksle parodyta sulankstyto įrenginio treniruotės išvaizda ir kiekvienas jo komponentas. Laidų treniruotės buvo atliekamos su dviem skirtingais svoriais:

4,7 ir 8,5 N, iki keturių praeina per štampų komplektą. Ašinis įtempis atitinkamai siekė 150 ir 270 MPa.

Vielos (tiek pradinės būsenos, tiek apmokytos) tempimo bandymas buvo atliktas Zwick Roell bandymo mašina. Mėginių matuoklio ilgis buvo 100 mm, o tempimo deformacijos greitis buvo

8×10⁻³ s⁻¹. Kiekvienu atveju vienas matavimo taškas (kiekvienam

variantų) yra bent penki pavyzdžiai.

TT testas buvo atliktas specialiu aparatu, kurio schema parodyta Bochniak ir kt. anksčiau pateiktoje 4 pav. (2010). 1 m ilgio volframo vielos (1) centras buvo įdėtas į fiksatorių (2), o po to jo galai, perėję per kreipiamuosius ritinius (3) ir pritvirtinę 10 N svarmenis (4), buvo užblokuoti spaustuve (5). Dėl fiksatoriaus (2) sukamojo judesio buvo apvyniotos dvi vielos dalys

(suvynioti ant savęs), su fiksuotais bandomojo mėginio galais, buvo atliekami palaipsniui didinant tempimo įtempius.

Bandymo rezultatas buvo posūkių skaičius (N_T). Po treniruotės viela buvo šiek tiek banguotos formos. Reikia pabrėžti, kad remiantis Bochniak ir Pieła (2007) [4] ir Filipek (2010) darbais

[5] TT testas yra paprastas, greitas ir pigus metodas apvijoms skirtų laidų technologinėms savybėms nustatyti.

4 pav. TT bandymo schema:1 išbandytas laidas,2 fiksatorius, sukamas elektros variklio, sujungtas su sukimo įrašymo įtaisu,3 kreipiamieji ritinėliai,4svoriai,5 žandikauliai, suspaudžiantys vielos galus

3. Rezultatai

Pradinio įtempimo ir važiavimų skaičiaus CDT procese įtaka volframo laidų savybėms parodyta Fig. 6 ir 7. Didelė gautų vielos mechaninių parametrų sklaida iliustruoja milteliniu būdu gautos medžiagos nehomogeniškumo skalę, todėl atliekama analizė orientuota į tiriamų savybių kitimo tendencijas, o ne į jų absoliučiąsias vertes.

Komercinės volframo vielos vidutinės takumo įtempio (YS) vertės yra 2 026 MPa, ribinis tempiamasis stipris (UTS) yra 2 294 MPa, bendras pailgėjimas

A≈2,6 % ir N_Tkiek 28. Nepriklausomai nuo

taikomo įtempimo dydis, CDT lemia tik nedidelį

UTS sumažėjimas (neviršijantis 3 % laido po keturių praėjimų), tiek YS, tiekA santykinai išlieka tame pačiame lygyje (6a–c ir 7a–c pav.).

5 pav. Volframo vielos vaizdas po lūžio atliekant TT bandymą

6 pav. Mechaninio lavinimo poveikis (važiavimų skaičius n) dėl mechaninių (a–c) ir technologinių (d) (apibrėžia N_Tatliekant TT testą) volframo vielos savybės; pridedamas svoris 4,7 N

CDT visada žymiai padidina vielos posūkių skaičių N_T. Visų pirma, per pirmuosius du perdavimus N_Tpasiekia daugiau nei 34, kai įtempimas yra 4,7 N, ir beveik 33, kai įtempimas yra 8,5 N. Tai reiškia maždaug 20 % padidėjimą, palyginti su komercine viela. Taikant didesnį praėjimų skaičių, toliau didėja N_Ttik treniruojantis esant 4,7 N įtempimui. Viela po keturių praėjimų rodo vidutinį N dydį_Tviršija 37, o tai, palyginti su pradinės būklės viela, yra daugiau nei 30 %. Tolesnis vielos lavinimas esant didesnei įtampai nebepakeistų anksčiau pasiekto N dydžio_Treikšmės (6d ir 7d pav.).

4. Analizė

Gauti rezultatai rodo, kad volframo vielos CDT metodas praktiškai nepakeičia tempimo bandymais nustatytų mechaninių parametrų (tik nežymiai sumažėjo ribinis tempiamasis stipris), tačiau žymiai padidina jo tempimo stiprumą.

technologinės savybės, skirtos spiralių gamybai; tai parodo posūkių skaičius TT teste. Tai patvirtina ankstesnių Bochniak ir Pieła (2007) tyrimų rezultatus.

[4] apie tempimo bandymo rezultatų konvergencijos trūkumą su pastebėta laidų elgsena spiralių gamybos procese.

Volframo laidų reakcija į CDT procesą labai priklauso nuo taikomo įtempimo. Esant mažai įtempimo jėgai, stebimas parabolinis posūkių skaičiaus augimas su praėjimų skaičiumi, o taikant didesnes įtempimo reikšmes (jau po dviejų praėjimų) pasiekiama prisotinimo būsena ir stabilizuojamas anksčiau gautas technologinis savybės (6d ir 7d pav.).

Toks įvairus volframo vielos atsakas pabrėžia faktą, kad įtempimo dydis lemia kiekybinį medžiagos įtempimo ir deformacijos būsenos pokytį, taigi ir jos elastingumo-plastinį elgesį. Naudojant didesnį įtempimą plastikinio lenkimo procese vieloje, einančioje tarp nuoseklių netinkamai išlygintų štampų, gaunamas mažesnis vielos lenkimo spindulys; todėl plastikinė deformacija statmena vielos ašiai, atsakinga už šlyties mechanizmą, yra didesnė ir sukelia vietinį plastiko srautą šlyties juostose. Kita vertus, esant mažam įtempimui, vielos CDT procesas vyksta labiau dalyvaujant tampriai deformacijai (ty plastinės deformacijos dalis yra mažesnė), o tai skatina homogeninės deformacijos dominavimą. Šios situacijos labai skiriasi nuo susidariusių vienaašio tempimo bandymo metu.

Taip pat pažymėtina, kad CDT pagerina technologines charakteristikas tik pakankamai kokybiškiems laidams, ty neturintiems reikšmingų vidinių defektų (porų, tuštumų, netolydybių, mikroįtrūkimų, nepakankamo tęstinumo sukibimo ties grūdelių ribomis ir kt. .) gauta gaminant vielą miltelinės metalurgijos būdu. Priešingu atveju didėjanti gautos posūkių vertės sklaida N_Tkartu su praėjimų skaičiaus padidėjimu rodo gilėjančią vielos struktūros diferenciaciją įvairiose jos dalyse (ilgyje), todėl gali būti naudingas kriterijus vertinant komercinio laido kokybę. Šios problemos bus tolesnių tyrimų objektas.

7 pav. Mechaninio mokymo poveikis (važiavimų skaičius n) dėl mechaninių (a–c) ir technologinių (d) (apibrėžia N_Tatliekant TT testą) volframo vielos savybės; pridedamas svoris 8,5 N

5. Išvados

1， Volframo laidų CDT pagerina jų technologines savybes, kaip apibrėžta sukimo ir įtempimo bandyme N_Tprieš sulaužant.

2, N padidėjimas_Tindeksas maždaug 20 % pasiekiamas laidu, paveiktu dviem CDT serijomis.

3， Vielos įtempimo dydis CDT procese turi didelę įtaką jo technologinėms savybėms, kurias apibrėžia N vertė._Tindeksas. Didžiausią jo vertę pasiekė viela, kuri buvo šiek tiek įtempta (tempimo įtempis).

4， Didesnės įtampos ir daugiau daugiašalio lenkimo su kirpimu ciklų naudojimas nėra pagrįstas, nes tai tik stabilizuoja anksčiau pasiektą N vertę_Tindeksas.

5， Reikšmingas CDT volframo vielos technologinių savybių pagerėjimas nėra susijęs su mechaninių parametrų, nustatytų tempimo bandymu, pasikeitimu, patvirtinančiu įsitikinimą, kad toks bandymas yra mažas, kad būtų galima numatyti vielos technologinį elgesį.

Gauti eksperimentiniai rezultatai rodo volframo vielos CDT tinkamumą spiralėms gaminti. Visų pirma, remiantis metodu, naudojamu nuosekliam laido ilgio didinimui, ciklinis, daugiakryptis lenkimas su maža įtampa sukelia vidinių įtempių atsipalaidavimą. Dėl šios priežasties plastiškai formuojant spirales yra apribota vielos trūkimo tendencija. Dėl to buvo patvirtinta, kad atliekų kiekio mažinimas gamybos sąlygomis padidina gamybos proceso efektyvumą, nes atsisakoma prastovų automatizuotos gamybos įrangos, kurioje, nutrūkus laidui, turi būti „rankiniu būdu“ įjungtas avarinis stabdymas. operatoriaus.