1. Танилцуулга

Хэдэн арван микрометрийн зузаантай гянтболдын утсыг хуванцараар спираль хэлбэрээр хийж, улайсгах болон цэнэглэх гэрлийн эх үүсвэрт ашигладаг. Утасны үйлдвэрлэл нь нунтаг технологид суурилдаг, өөрөөр хэлбэл химийн аргаар гаргаж авсан вольфрамын нунтагыг дараалан шахах, нунтаглах, хуванцар хэлбэрт оруулах (эргэдэг хуурамчаар үйлдэх, татах) зэрэгт ордог. Утас ороох процесс нь сайн хуванцар шинж чанартай, "хэт өндөр биш" уян хатан чанарыг бий болгох шаардлагатай гэдгийг анхаарна уу. Нөгөөтэйгүүр, спираль ашиглах нөхцөл, юуны түрүүнд шаардлагатай өндөр мөлхөгч эсэргүүцлийн улмаас дахин талстжсан утаснууд нь ялангуяа бүдүүн ширхэгтэй бүтэцтэй бол үйлдвэрлэхэд тохиромжгүй байдаг.

Металл материалын механик болон хуванцар шинж чанарыг өөрчлөх, ялангуяа механик боловсруулалт хийлгүйгээр хүчтэй хатуурлыг багасгах нь механик сургалтыг ашиглах боломжтой юм. Энэ процесс нь металыг олон удаа, ээлжлэн солигдох, бага хуванцар деформацид оруулахаас бүрдэнэ. Металлын механик шинж чанарт мөчлөгийн зөрчилдөөн үзүүлэх нөлөөг бусад зүйлсийн дотор CuSn 6.5% цагаан тугалгатай хүрэл туузыг ашиглан Бочняк ба Мосорын [1] баримт бичигт баримтжуулсан болно. Механик сургалт нь ажлыг зөөлрүүлэхэд хүргэдэг болохыг харуулсан.
Харамсалтай нь энгийн нэг тэнхлэгт суналтын туршилтаар тодорхойлсон вольфрамын утаснуудын механик үзүүлэлтүүд нь спираль үйлдвэрлэх процесс дахь тэдгээрийн зан төлөвийг урьдчилан таамаглахад хангалтгүй юм. Эдгээр утаснууд нь ижил төстэй механик шинж чанаруудаас үл хамааран ороомгийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Тиймээс вольфрамын утасны технологийн шинж чанарыг үнэлэхдээ үндсэн утсыг ороомог, нэг чиглэлтэй мушгих, хутганы ирмэгээр шахах, нугалах, сунгах, эсвэл урвуу туузан холболт зэрэг туршилтын үр дүнг илүү найдвартай гэж үздэг. . Саяхан шинэ технологийн туршилтыг санал болгов [3], утсыг хурцадмал байдалтай зэрэгцүүлэн мушгидаг (TT туршилт) ба хүчдэлийн төлөв нь зохиогчдын үзэж байгаагаар үйлдвэрлэлийн процесст тохиолддогтой ойролцоо байна. утаснуудын. Түүгээр ч зогсохгүй өөр өөр диаметртэй гянтболдын утсан дээр хийсэн TT туршилтын үр дүн нь технологийн процессын явцад тэдний хожмын үйлдлийг урьдчилан таамаглах чадвартай болохыг харуулсан [4, 5].

Энд танилцуулсан ажлын зорилго нь хайчлах аргаар тасралтгүй олон талт гулзайлгах замаар гянтболдын утсанд дугуй хэлбэрийн хэв гажилтын боловсруулалтыг (CDT) ашиглах нь түүний механик болон технологийн өөрчлөлтийг хэр хэмжээгээр өөрчлөх боломжтой вэ гэсэн асуултад хариулах зорилготой юм. чухал шинж чанарууд.

Ерөнхийдөө металлын мөчлөгийн хэв гажилт (жишээлбэл, хурцадмал байдал, шахалт эсвэл хоёр талын гулзайлтын улмаас) хоёр өөр бүтцийн процесс дагалдаж болно. Эхнийх нь жижиг далайцтай хэв гажилтын онцлог шинж юм

ядаргаа гэж нэрлэгддэг үзэгдлүүдийг агуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд хүчтэй хатуурсан металл устахаасаа өмнө зөөлрүүлсэн металл болж хувирдаг [7].

Өндөр хүчдэлийн далайцтай хэв гажилтын үед давамгайлж буй хоёр дахь процесс нь хуванцар урсгал үүсгэгч зүсэлтийн туузны хүчтэй гетерогенжилтийг үүсгэдэг. Үүний үр дүнд металлын бүтцийн эрс хуваагдал, ялангуяа нано хэмжээтэй мөхлөгүүд үүсч, улмаар механик шинж чанар нь ажиллах чадвараас болж мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Ийм үр нөлөөг Хуан нар боловсруулсан тасралтгүй давтагдах атираат, тэгшлэх аргаар олж авдаг. [8], энэ нь "араатай" ба гөлгөр өнхрөх хооронд олон тооны, ээлжлэн дамжих (өнхрөх) туузаас бүрдэх, эсвэл илүү боловсронгуй аргаар, сунгасан туузыг суналтын дор тасралтгүй нугалах арга [9]. эргэдэг өнхрөх багцын уртын дагуу урвуу хөдөлгөөнөөс болж зөрчилддөг. Мэдээжийн хэрэг, их хэмжээний ачаалал бүхий монотон хэв гажилтын үед үр тарианы өргөн хуваагдлыг хүнд хуванцар деформацийн аргууд, тухайлбал тэгш сувгийн өнцгийн шахалтын [10] аргуудыг ашиглан олж авч болно. металл зүсэлт. Харамсалтай нь тэдгээрийг ихэвчлэн лабораторийн хэмжээнд ашигладаг бөгөөд энэ нь техникийн хувьд боломжгүй юм

урт тууз эсвэл утаснуудын тодорхой механик шинж чанарыг олж авахад тэдгээрийг ашиглах.

Ядаргааны үзэгдлийг идэвхжүүлэх чадварт жижиг нэгжийн хэв гажилттай хэрэглэсэн мөчлөгийн өөрчлөлтийн зүслэгийн нөлөөллийг үнэлэхийн тулд зарим оролдлого хийсэн. Зэс, кобальт туузан дээр хяргахтай харшлах замаар хийсэн туршилтын судалгааны үр дүн [11] дээрх диссертацийг баталж байна. Хэдийгээр зүсэх аргыг хавтгай металл хэсгүүдэд хэрэглэхэд хялбар боловч утсыг шууд хэрэглэх нь утгагүй, учир нь тодорхойлсноор энэ нь нэгэн төрлийн бүтэц, улмаар ижил шинж чанарыг олж авах баталгаа болдоггүй. утасны тойрог (дураар чиглүүлсэн радиустай). Энэ шалтгааны улмаас энэ баримт бичигт нимгэн утсанд зориулагдсан, зүсэлттэй тасралтгүй олон талт нугалахад суурилсан CDT-ийн шинээр бий болсон анхны аргыг ашигласан болно.

Зураг 1 Утасны механик сургалтын үйл явцын схем:1 вольфрамын утас,2 ороомог утастай ороомог,3 зургаан эргэдэг хэвний систем,4 ороомгийн ороомог,5 жин таслах, ба6 тоормос (эргэн тойронд нь цагаан тугалга хүрэл туузтай ган цилиндр)

2. Туршилт хийх

200 мкм-ийн диаметртэй вольфрамын утасны CDT-ийг 1-р зурагт схемийг харуулсан тусгайлан хийсэн туршилтын төхөөрөмж дээр гүйцэтгэсэн. Ороомогоос ганхаагүй утас (1)

(2) 100 мм-ийн голчтой, тэнхлэгийн эргэн тойронд 1350 эргэлтийн хурдтайгаар эргэлддэг, нийтлэг орон сууцанд бэхлэгдсэн утастай ижил диаметртэй нүхтэй, зургаан хэвт (3) системд нэвтрүүлсэн. мин. Төхөөрөмжийг дамжуулсны дараа утсыг 115 эргэлт / мин хурдтайгаар эргэдэг 100 мм диаметртэй ороомог (4) дээр ороосон. Хэрэглэсэн параметрүүд нь 26.8 мм / эргэлттэй эргэлдэх дамжлагатай харьцуулахад утасны шугаман хурдыг тодорхойлдог.

Дамжуулагчийн системийн зохистой загвар нь хоёр дахь хэмжигдэхүүн бүр хазгай эргэдэг (Зураг 2) бөгөөд эргэлдэх дамжуураар дамжин өнгөрч буй утас бүр тасралтгүй олон талт гулзайлтын үйл ажиллагаанд өртөж, хэвний дотоод гадаргуугийн ирмэг дээр индукц үүсгэсэн хайчаар дамждаг.

Зураг 2 Эргэдэг хэвний бүдүүвч зураг (тоогоор тэмдэглэсэн3 1-р зурагт)

3-р зураг Маягтын систем: ерөнхий дүр төрх; b үндсэн хэсгүүд:1 төвлөрсөн үхэл,2 хазгай үхэл,3 зайны цагиргууд

Утасгүй утас нь суналтын нөлөөгөөр анхны стрессийн нөлөөнд автсан бөгөөд энэ нь түүнийг орооцолдохоос хамгаалаад зогсохгүй гулзайлтын болон зүсэлтийн хэв гажилтын харилцан оролцоог тодорхойлдог. Жингээр дарагдсан цагаан тугалга хүрэл тууз хэлбэрээр ороомог дээр суурилуулсан тоормосны ачаар үүнийг хийх боломжтой болсон (Зураг 1-д 5 ба 6 гэж тодорхойлсон). Зураг 3-т атираат үед сургалтын төхөөрөмжийн гадаад төрх, түүний бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрийг харуулав. Утасны сургалтыг хоёр өөр жинтэй хийсэн.

4.7 ба 8.5 N, иж бүрдэлээр дамжин дөрөв хүртэл дамждаг. Тэнхлэгийн ачаалал нь тус бүр 150 ба 270 МПа байв.

Утасны суналтын туршилтыг (анхны төлөвт болон бэлтгэгдсэн) Zwick Roell туршилтын машин дээр хийсэн. Дээжийн хэмжүүрийн урт нь 100 мм, суналтын хурд нь байв

8×10⁻³ s⁻¹. Тухайн тохиолдол бүрт нэг хэмжилтийн цэг (тус бүрд

хувилбаруудын) нь дор хаяж таван дээжийг төлөөлдөг.

TT туршилтыг Bochniak нар өмнө нь танилцуулсан 4-р зурагт үзүүлсэн тусгай төхөөрөмж дээр хийсэн. (2010). 1 м урттай вольфрамын утсан (1) төвийг бэхэлгээнд (2) байрлуулж, дараа нь түүний үзүүрийг чиглүүлэгч өнхрүүлгийг (3) дамжуулж, тус бүр нь 10 Н жинтэй (4) холбоно. хавчаараар (5) хаагдсан. Бариулын (2) эргэлтийн хөдөлгөөн нь хоёр ширхэг утсыг ороосон

Туршилтын дээжийн тогтмол үзүүрүүдтэй (өөрсдөдөө ороосон) суналтын даралтыг аажмаар нэмэгдүүлэх замаар гүйцэтгэсэн.

Туршилтын үр дүн нь эргэлтийн тоо байв (Н_T) утсыг таслахад шаардлагатай ба ихэвчлэн үүссэн орооцолтын урд талд үүссэн ба 5-р зурагт үзүүлсэн шиг. Нэг хувилбарт дор хаяж арван туршилт хийсэн. Сургалтын дараа утас нь бага зэрэг долгион хэлбэртэй байв. Bochniak and Pieła (2007) [4] болон Филипек (2010) нарын баримт бичгийн дагуу гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй.

[5] TT туршилт нь ороомгийн зориулалттай утаснуудын технологийн шинж чанарыг тодорхойлох энгийн, хурдан бөгөөд хямд арга юм.

Зураг 4 TT туршилтын схем:1 шалгасан утас,2 цахилгаан мотороор эргүүлдэг баривч, эргүүлэх бичлэгийн төхөөрөмжтэй хослуулан,3 хөтөч өнхрөх,4жин,5 утасны үзүүрийг хавчих эрүү

3. Үр дүн

Анхны хурцадмал байдал ба CDT процесс дахь дамжуулалтын тоог вольфрамын утаснуудын шинж чанарт үзүүлэх нөлөөг Зураг дээр үзүүлэв. 6 ба 7. Утасны олж авсан механик үзүүлэлтүүдийн их хэмжээний тархалт нь нунтаг технологиор олж авсан материалын нэг төрлийн бус байдлын цар хүрээг харуулж байгаа тул хийсэн дүн шинжилгээ нь тэдгээрийн үнэмлэхүй утгыг бус харин шалгагдсан шинж чанаруудын өөрчлөлтийн чиг хандлагыг анхаарч үздэг.

Арилжааны вольфрамын утас нь 2,026 МПа-тай тэнцэх уналтын хүчдэлийн (YS) дундаж утгууд, 2,294 МПа суналтын эцсийн бат бэх (UTS), нийт сунгалтаар тодорхойлогддог.

A≈2.6% ба N_Tих хэмжээгээр 28. харгалзахгүйгээр

хэрэглэсэн хурцадмал байдлын хэмжээ, CDT нь зөвхөн бага үр дүнд хүргэдэг

UTS-ийн бууралт (дөрвөн дамжуулалтын дараа утсанд 3% -иас ихгүй), YS ба хоёулааA харьцангуй ижил түвшинд хэвээр байна (Зураг 6a–c ба 7a–c).

Зураг 5 ТТ туршилтанд хугарсны дараа гянт болдын утсыг харах

Зураг 6 Механик сургалтын үр нөлөө (дамжуулалтын тоо n) механик (a–c) ба технологийн (г) дээр (Н. тодорхойлсон_TTT туршилтанд) вольфрамын утасны шинж чанар; хавсаргасан жингийн утгыг 4.7 Н

CDT нь N утсан мушгиралтын тоог үргэлж мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг_T. Тодруулбал, эхний хоёр давааны хувьд Н_T4.7 Н-ийн хурцадмал үед 34-ээс дээш, 8.5 Н-ийн хурцадмал үед бараг 33-д хүрдэг. Энэ нь арилжааны утастай харьцуулахад ойролцоогоор 20% -иар өссөн үзүүлэлт юм. Илүү олон тооны дамжуулалт хэрэглэх нь N-ийг цаашид нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг_Tзөвхөн 4.7 Н хүчдэлийн дор бэлтгэл хийх тохиолдолд. Дөрвөн дамжуулалтын дараа утас нь N-ийн дундаж хэмжээг харуулна._T37-аас давсан нь анхны төлөвт байгаа утастай харьцуулахад 30 гаруй хувиар өссөн байна. Илүү өндөр хүчдэлд утсыг цаашид сургах нь өмнө нь олж авсан N-ийн хэмжээг өөрчлөхгүй_Tутгууд (Зураг 6d ба 7d).

4. Шинжилгээ

Хүлээн авсан үр дүнгээс харахад вольфрамын утас CDT-д ашигласан арга нь суналтын туршилтаар тодорхойлсон механик үзүүлэлтүүдийг бараг өөрчилдөггүй (эцсийн суналтын бат бэх бага зэрэг буурсан) боловч түүний утгыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн.

спираль үйлдвэрлэхэд зориулагдсан технологийн шинж чанарууд; энэ нь TT тестийн мушгиралтын тоогоор илэрхийлэгдэнэ. Энэ нь Bochniak and Pieła (2007) нарын өмнөх судалгааны үр дүнг баталж байна.

[4] суналтын туршилтын үр дүн нь спираль үйлдвэрлэх явцад утаснуудын ажиглагдсан зан төлөвтэй нийцэхгүй байгаа тухай.

Гянт болдын утаснуудын CDT процесст үзүүлэх хариу үйлдэл нь хэрэглэсэн хурцадмал байдлаас ихээхэн хамаардаг. Бага хүчдэлийн үед эргэлтийн тоогоор эргэлтийн тоо параболик өсөлт ажиглагдаж байгаа бол хурцадмал байдлын илүү их утгыг ашиглах нь (хоёр дамжуулалтын дараа) ханасан байдалд хүрэх, өмнө нь олж авсан технологийн тогтворжилтод хүргэдэг. шинж чанарууд (Зураг 6d ба 7d).

Гянтболдын утаснуудын ийм олон янзын хариу үйлдэл нь хурцадмал байдлын хэмжээ нь материалын хүчдэл ба хэв гажилтын төлөвийн тоон өөрчлөлтийг, улмаар түүний уян налархай шинж чанарыг тодорхойлдог болохыг харуулж байна. Хуванцар гулзайлтын явцад өндөр хүчдэлийг ашиглан дараалсан буруу тохируулсан хэвний хооронд утсыг гулзайлгах нь утас гулзайлтын радиусыг багасгахад хүргэдэг; Иймээс хайчлах механизмыг хариуцдаг утасны тэнхлэгт перпендикуляр чиглэлд хуванцар суналт нь илүү том бөгөөд зүсэлтийн туузан дахь хуванцар урсгалд хүргэдэг. Нөгөөтэйгүүр, бага хүчдэл нь уян хатан суналтын илүү их оролцоотойгоор (өөрөөр хэлбэл хуванцар деформацийн хэсэг нь жижиг) утасны CDT процесс явагдахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь нэгэн төрлийн хэв гажилт давамгайлах боломжийг олгодог. Эдгээр нөхцөл байдал нь нэг тэнхлэгт суналтын туршилтын үед үүссэн нөхцөл байдлаас эрс ялгаатай.

CDT нь зөвхөн хангалттай чанартай утсанд, өөрөөр хэлбэл мэдэгдэхүйц дотоод согоггүй (нүх сүв, хоосон зай, тасалдал, бичил хагарал, үр тарианы хил дээр хангалттай тасралтгүй наалдацгүй гэх мэт) технологийн шинж чанарыг сайжруулдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. .) нунтаг металлургийн аргаар утас үйлдвэрлэх үр дүнд бий болсон. Үгүй бол мушгиралтын олж авсан утгын тархалт нэмэгдэж байна_Tдамжуулалтын тоо нэмэгдэхийн зэрэгцээ түүний янз бүрийн хэсгүүдэд (уртаар) утасны бүтцийн ялгаа гүнзгийрч байгааг харуулж байгаа тул арилжааны утасны чанарыг үнэлэхэд ашигтай шалгуур болж чадна. Эдгээр асуудлууд нь цаашдын судалгааны сэдэв байх болно.

Зураг 7 Механик сургалтын үр нөлөө (дамжуулалтын тоо n) механик (a–c) ба технологийн (г) дээр (Н. тодорхойлсон_TTT туршилтанд) вольфрамын утасны шинж чанар; хавсаргасан жингийн утгыг 8.5 Н

5. Дүгнэлт

1， Гянт болдын утаснуудын CDT нь N-ээр суналтын туршилтаар мушгихад тодорхойлсон технологийн шинж чанарыг сайжруулдаг._Tхугарахаас өмнө.

2, N-ийн өсөлт_TХоёр цуврал CDT-д өртсөн утсаар индекс 20 орчим хувиар хүрдэг.

3， CDT-ийн үйл явц дахь утасны суналтын хэмжээ нь N-ийн утгаар тодорхойлсон технологийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг._Tиндекс. Түүний хамгийн дээд утга нь бага зэргийн хурцадмал байдалд (суналтын стресс) өртсөн утсаар хүрсэн.

4， Илүү их хурцадмал байдал болон олон талт гулзайлтын циклийг аль алиныг нь хяргах үед ашиглах нь зөвтгөгддөггүй, учир нь энэ нь зөвхөн N-ийн өмнө хүрсэн утгыг тогтворжуулахад хүргэдэг._Tиндекс.

5， CDT гянтболдын утасны технологийн шинж чанар мэдэгдэхүйц сайжирсан нь суналтын туршилтаар тодорхойлсон механик үзүүлэлтүүдийн өөрчлөлт дагалддаггүй нь утасны технологийн үйл ажиллагааг урьдчилан харахын тулд ийм туршилтыг ашиглах чадвар багатай гэсэн итгэл үнэмшлийг баталж байна.

Туршилтын үр дүнгээс харахад вольфрамын утас нь спираль үйлдвэрлэхэд тохиромжтой болохыг харуулж байна. Ялангуяа утаснуудын уртыг дараалан уртасгах аргад тулгуурлан бага ачаалалтай циклийн, олон чиглэлтэй гулзайлгах нь дотоод хүчдэлийг сулруулдаг. Энэ шалтгааны улмаас спираль хуванцар үүсгэх явцад утас тасрах хандлагад хязгаарлалт тавьдаг. Үүний үр дүнд үйлдвэрлэлийн нөхцөлд хог хаягдлын хэмжээг багасгах нь утсыг тасалсны дараа яаралтай зогсолтыг "гараар" идэвхжүүлэх шаардлагатай автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн сул зогсолтыг арилгах замаар үйлдвэрлэлийн процессын үр ашгийг нэмэгдүүлдэг нь батлагдсан. оператороор.