1. परिचय

टंगस्टन वायर्स, ज्याची जाडी अनेक ते दहा मायक्रोमीटरपर्यंत असते, प्लॅस्टिकली सर्पिल बनतात आणि धूप आणि डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतांसाठी वापरतात. वायर मॅन्युफॅक्चरिंग पावडर तंत्रज्ञानावर आधारित आहे, म्हणजे, रासायनिक प्रक्रियेद्वारे मिळवलेली टंगस्टन पावडर दाबणे, सिंटरिंग आणि प्लास्टिक तयार करणे (रोटरी फोर्जिंग आणि ड्रॉइंग) च्या अधीन आहे. लक्षात घ्या की वायर-वाइंडिंग प्रक्रियेचा परिणाम चांगला प्लास्टिक गुणधर्म आणि "खूप जास्त नाही" लवचिकता असणे आवश्यक आहे. दुसरीकडे, सर्पिलच्या शोषण परिस्थितीमुळे, आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, आवश्यक उच्च-क्रीप प्रतिरोधनामुळे, पुन: स्थापित केलेल्या तारा उत्पादनासाठी योग्य नाहीत, विशेषतः जर त्यांची रचना खरखरीत असेल.

मी-टॅलिक सामग्रीचे यांत्रिक आणि प्लास्टिक गुणधर्म सुधारणे, विशेषतः, मी-कॅनिकल प्रशिक्षण वापरून ॲनिलिंग उपचाराशिवाय कठोर परिश्रम कमी करणे शक्य आहे. या प्रक्रियेमध्ये धातूला वारंवार, आलटून पालटून आणि कमी-प्लास्टिकच्या विकृतीला सामोरे जावे लागते. धातूंच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर चक्रीय कॉन्ट्राफ्लेक्सरचे परिणाम, इतरांसह, बोचनियाक आणि मोसरच्या [१] पेपरमध्ये, येथे CuSn 6.5 % कथील कांस्य पट्ट्या वापरून दस्तऐवजीकरण केलेले आहेत. असे दर्शविले गेले की यांत्रिक प्रशिक्षणामुळे काम मऊ होते.
दुर्दैवाने, साध्या अक्षीय तन्य चाचण्यांमध्ये निर्धारित केलेले टंगस्टन वायरचे यांत्रिक मापदंड सर्पिलच्या उत्पादन प्रक्रियेतील त्यांच्या वर्तनाचा अंदाज लावण्यासाठी अपुरे आहेत. या तारा, समान यांत्रिक गुणधर्म असूनही, बहुतेक वेळा वळणासाठी लक्षणीय भिन्न संवेदनशीलतेद्वारे दर्शविले जातात. म्हणून, टंगस्टन वायरच्या तांत्रिक वैशिष्ट्यांचे मूल्यांकन करताना, खालील चाचण्यांचे परिणाम अधिक विश्वासार्ह मानले जातात: कोर वायर वाइंडिंग, युनिडायरेक्शनल टॉर्शन, चाकू-एज कॉम्प्रेस-सायन, बेंड-अँड-स्ट्रेच किंवा रिव्हर्सिबल बँडिंग [२] . अलीकडे, एक नवीन तांत्रिक चाचणी प्रस्तावित केली गेली आहे [३], ज्यामध्ये तार एकाचवेळी टॉर्शनच्या अधीन आहे (टीटी चाचणी), आणि तणावाची स्थिती - लेखकांच्या मते - उत्पादन प्रक्रियेत उद्भवलेल्या स्थितीच्या जवळ आहे. fila-ments च्या. शिवाय, वेगवेगळ्या व्यास असलेल्या टंग-स्टेन वायर्सवर आयोजित केलेल्या टीटी चाचण्यांच्या परिणामांनी तांत्रिक प्रक्रियेदरम्यान त्यांच्या नंतरच्या वर्तनाचा अंदाज घेण्याची क्षमता दर्शविली आहे [4, 5].

येथे सादर केलेल्या कामाचे उद्दीष्ट हे आहे की टंगस्टन वायरवर सायकलिंग डिफॉर्मेशन ट्रीटमेंट (CDT) चा वापर कातरण्याच्या पद्धतीसह सतत बहुपक्षीय वाकणे [६] करून, त्याचे यांत्रिक आणि तांत्रिक बदल किती प्रमाणात केले जाऊ शकतात या प्रश्नाचे उत्तर देणे आहे. महत्वाचे गुणधर्म.

सर्वसाधारणपणे, धातूंचे चक्रीय विकृती (उदा., तणाव आणि संक्षेप किंवा द्विपक्षीय वाकणे) दोन भिन्न संरचनात्मक प्रक्रियांसह असू शकतात. प्रथम लहान amplitudes सह विकृती साठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे आणि

तथाकथित थकवा या घटनांचा समावेश होतो, परिणामी जोरदार काम-कठोर धातूचा नाश होण्यापूर्वी ताण-मऊ बनतो [७].

दुसरी प्रक्रिया, उच्च-स्ट्रेन ऍम्प्लिट्यूड्ससह विकृती दरम्यान प्रबळ, प्लास्टिक प्रवाह-उत्पन्न करणाऱ्या शिअर बँडचे मजबूत विषमीकरण निर्माण करते. परिणामी, धातूच्या संरचनेचे तीव्र विखंडन होते, विशेषतः, नॅनो-आकाराच्या धान्यांची निर्मिती, अशा प्रकारे, कार्यक्षमतेच्या खर्चावर त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय वाढ होते. असा प्रभाव उदा., Huang et al ने विकसित केलेल्या सतत पुनरावृत्ती होणारी कोरुगेशन आणि सरळ करण्याच्या पद्धतीमध्ये प्राप्त होतो. [८], ज्यामध्ये “गियर” आणि गुळगुळीत रोल्समधील पट्ट्यांचा एकाधिक, पर्यायी, पासिंग (रोलिंग) समावेश असतो किंवा अधिक अत्याधुनिक पद्धतीने, जो तणावाखाली सतत वाकण्याची पद्धत आहे [९], जेथे ताणलेली पट्टी रोटेटिंग रोलच्या सेटच्या लांबीच्या बाजूने उलट करता येण्याजोग्या हालचालीमुळे कॉन्ट्रॅफ्लेक्स केले जाते. अर्थात, तथाकथित गंभीर प्लॅस्टिक विरूपण पद्धतींचा वापर करून, मोठ्या ताणासह मोनोटोनिक विकृती दरम्यान धान्यांचे विस्तृत विखंडन देखील प्राप्त केले जाऊ शकते, विशेषत: समान चॅनेल अँगुलर एक्सट्रूजन [१०] च्या पद्धती बहुतेक वेळा साध्या परिस्थितीचे समाधान करतात. धातूची कातरणे. दुर्दैवाने, ते प्रामुख्याने प्रयोगशाळेच्या प्रमाणात वापरले जातात आणि ते तांत्रिकदृष्ट्या शक्य नाही

लांब पट्ट्या किंवा तारांचे विशिष्ट यांत्रिक गुणधर्म मिळविण्यासाठी त्यांचा वापर करणे.

थकवा घटना सक्रिय करण्याच्या क्षमतेवर लहान युनिट विकृतीसह लागू केलेल्या चक्रीय बदलत्या कातरणांच्या प्रभावाचे मूल्यांकन करण्यासाठी काही प्रयत्न देखील केले गेले आहेत. तांबे आणि कोबाल्टच्या पट्ट्यांवर [११] कातरणेसह कॉन्ट्राफ्लेक्सरद्वारे केलेल्या प्रायोगिक अभ्यासाच्या परिणामांनी वरील प्रबंधाची पुष्टी केली. जरी कातरणे पद्धतीसह कॉन्ट्रॅफ्लेक्सर सपाट धातूच्या भागांवर लागू करणे अगदी सोपे असले तरी, तारांना अधिक थेट वापरण्यात अर्थ नाही, कारण, व्याख्येनुसार, ते एकसंध रचना मिळण्याची हमी देत ​​नाही आणि अशा प्रकारे समान गुणधर्म वायरचा परिघ (अनियंत्रितपणे ओरिएंटेड त्रिज्यासह). या कारणास्तव, हा पेपर पातळ वायर्ससाठी डिझाइन केलेल्या सीडीटीच्या नवीन तयार केलेल्या आणि मूळ पद्धतीचा वापर करतो, ज्याचा आधार कातरणेसह सतत बहुपक्षीय वाकणे आहे.

अंजीर. 1 तारांच्या यांत्रिक प्रशिक्षण प्रक्रियेची योजना:1 टंगस्टन वायर,2 अनरील करण्यासाठी वायरसह कॉइल,3 सहा फिरणारी प्रणाली मरते,4 वळणाची गुंडाळी,5 खंडित वजन, आणि6 ब्रेक (स्टील सिलिंडर ज्याभोवती कथील कांस्य बँड आहे)

2. प्रयोग

200 μm व्यासासह टंगस्टन वायरची CDT एका खास तयार केलेल्या चाचणी उपकरणावर केली गेली ज्याची योजना अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. 1. कॉइलमधून अनरील्ड वायर (1)

(2) 100 मिमी व्यासासह, वायरच्या समान व्यासाच्या छिद्रांसह, सहा डायज (3) च्या प्रणालीमध्ये सादर केले गेले, जे एका सामान्य घरामध्ये निश्चित केले जातात आणि 1,350 रेव्ह/च्या वेगाने अक्षाभोवती फिरतात. मि यंत्रातून गेल्यानंतर, तार 115 रेव्ह/मिनिट वेगाने फिरत असलेल्या 100 मिमी व्यासासह कॉइल (4) वर पुन्हा वळविण्यात आली. उपयोजित पॅरामीटर्स फिरणाऱ्या डायजच्या सापेक्ष वायरची रेखीय गती 26.8 मिमी/रेव्ह ठरवतात.

डायज सिस्टमच्या योग्य रचनेचा अर्थ असा होतो की प्रत्येक सेकंदाचा डाय विलक्षणपणे फिरत होता (चित्र 2), आणि फिरत्या डायजमधून जाणारा प्रत्येक वायरचा तुकडा डायजच्या आतील पृष्ठभागाच्या काठावर इस्त्रीद्वारे जोडलेल्या कातरणेसह सतत बहुपक्षीय वाकण्याच्या अधीन होता.

अंजीर. 2 रोटेटिंग डायजची योजनाबद्ध मांडणी (क्रमांकासह लेबल केलेले3 अंजीर 1 मध्ये)

अंजीर 3 मरण्याची प्रणाली: एक सामान्य दृश्य; b मूलभूत भाग:1 केंद्रित मरतो,2 विक्षिप्त मरतो,3 स्पेसर रिंग

अनरील्ड वायर तणावाच्या वापरामुळे सुरुवातीच्या तणावाच्या प्रभावाखाली होती, जे केवळ अडकण्यापासूनच संरक्षण करत नाही तर वाकणे आणि कातरणे विकृतीचा परस्पर सहभाग देखील निर्धारित करते. एका वजनाने दाबलेल्या कथील कांस्य पट्टीच्या रूपात कॉइलवर बसवलेल्या ब्रेकमुळे (चित्र 1 मध्ये 5 आणि 6 म्हणून नियुक्त केलेले) हे शक्य झाले. आकृती 3 फोल्ड केल्यावर डिव्हाइस प्रशिक्षणाचे स्वरूप आणि त्यातील प्रत्येक घटक दर्शविते. तारांचे प्रशिक्षण दोन भिन्न वजनांसह केले गेले:

4.7 आणि 8.5 एन, डायजच्या सेटमधून चार पास पर्यंत. अक्षीय ताण अनुक्रमे 150 आणि 270 MPa इतका होता.

Zwick Roell चाचणी मशीनवर वायरची तन्यता चाचणी (प्रारंभिक स्थितीत आणि प्रशिक्षित दोन्ही) केली गेली. सॅम्पल गेजची लांबी 100 मिमी आणि तन्य ताण दर होता

8×10⁻³ s⁻¹. प्रत्येक बाबतीत, एक मापन बिंदू (प्रत्येकासाठी

रूपे) किमान पाच नमुने दर्शवतात.

टीटी चाचणी एका विशेष उपकरणावर केली गेली ज्याची योजना अंजीर 4 मध्ये दर्शविली आहे. पूर्वी बोचनियाक एट अल यांनी सादर केली होती. (2010). 1 मीटर लांबीच्या टंगस्टन वायर (1) चे मध्यभागी एका कॅचमध्ये (2) ठेवण्यात आले होते, आणि नंतर त्याचे टोक, मार्गदर्शक रोल (3) मधून पुढे गेल्यावर आणि प्रत्येकी 10 N चे वजन (4) जोडले होते, क्लॅम्प (5) मध्ये अवरोधित केले होते. कॅच (2) च्या रोटरी गतीमुळे वायरचे दोन तुकडे वळण झाले

(स्वत: वर रीलेड), चाचणी केलेल्या नमुन्याच्या निश्चित टोकांसह, तन्य तणावाच्या हळूहळू वाढीसह चालते.

चाचणी निकाल म्हणजे ट्विस्टची संख्या (एन_T) वायर फाटण्यासाठी आवश्यक आहे आणि सामान्यत: तयार केलेल्या गोंधळाच्या पुढील बाजूस उद्भवते, आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. प्रत्येक प्रकारासाठी किमान दहा चाचण्या केल्या गेल्या. प्रशिक्षणानंतर, वायरला थोडा लहरी आकार आला. यावर जोर दिला पाहिजे की Bochniak and Pieła (2007) [4] आणि Filipek (2010) च्या कागदपत्रांनुसार

[५] टीटी चाचणी ही एक सोपी, जलद आणि स्वस्त पद्धत आहे जी विंडिंगसाठी असलेल्या तारांचे तांत्रिक गुणधर्म निश्चित करते.

चित्र 4 टीटी चाचणीची योजना:1 चाचणी केलेली तार,2 इलेक्ट्रिक मोटरने फिरवलेला कॅच, ट्विस्ट रेकॉर्डिंग उपकरणासह,3 मार्गदर्शक रोल,4वजन,5 जबडा वायरच्या टोकांना पकडतो

3. परिणाम

टंगस्टन वायर्सच्या गुणधर्मांवर प्रारंभिक ताण आणि सीडीटी प्रक्रियेतील पासांची संख्या अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. 6 आणि 7. मिळवलेल्या वायरच्या यांत्रिक पॅरामीटर्सचा एक मोठा स्कॅटर पावडर तंत्रज्ञानाद्वारे प्राप्त केलेल्या सामग्रीच्या एकसमानतेचे प्रमाण दर्शवितो आणि म्हणूनच, केलेले विश्लेषण चाचणी केलेल्या गुणधर्मांच्या बदलांच्या ट्रेंडवर केंद्रित आहे आणि त्यांच्या परिपूर्ण मूल्यांवर नाही.

कमर्शियल टंगस्टन वायर हे 2,026 MPa च्या बरोबरीचे उत्पन्न ताण (YS) ची सरासरी मूल्ये, 2,294 MPa ची अंतिम तन्य शक्ती (UTS) द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, एकूण लांबी

A≈2.6 % आणि एन_Tकितीही 28. पर्वा न करता

लागू केलेल्या तणावाचे परिमाण, सीडीटीचे परिणाम फक्त थोडेच होते

UTS ची घट (चार पास झाल्यानंतर वायरसाठी 3% पेक्षा जास्त नाही), आणि दोन्ही YS आणिA तुलनेने समान पातळीवर राहा (अंजीर 6a–c आणि 7a–c).

अंजीर 5 टीटी चाचणीमध्ये फ्रॅक्चर झाल्यानंतर टंगस्टन वायरचे दृश्य

अंजीर. 6 यांत्रिक प्रशिक्षणाचा प्रभाव (पासची संख्या n) यांत्रिक (a–c) आणि तांत्रिक (d) वर (N द्वारे परिभाषित_Tटीटी चाचणीमध्ये) टंगस्टन वायरचे गुणधर्म; संलग्न वजन मूल्य 4.7 एन

सीडीटीमुळे नेहमी वायर ट्विस्ट एनच्या संख्येत लक्षणीय वाढ होते_T. विशेषतः पहिल्या दोन उत्तीर्णांसाठी एन_T4.7 N च्या तणावासाठी 34 पेक्षा जास्त आणि 8.5 N च्या तणावासाठी जवळजवळ 33 पर्यंत पोहोचते. हे व्यावसायिक वायरच्या संदर्भात अंदाजे 20% ची वाढ दर्शवते. जास्त संख्येने पास लागू केल्याने N मध्ये आणखी वाढ होते_Tफक्त 4.7 N च्या तणावाखाली प्रशिक्षणाच्या बाबतीत. चार पास नंतरची वायर N ची सरासरी परिमाण दर्शवते_T37 पेक्षा जास्त, जे सुरुवातीच्या स्थितीतील वायरच्या तुलनेत, 30% पेक्षा जास्त वाढ दर्शवते. उच्च तणावावर वायरचे पुढील प्रशिक्षण यापुढे पूर्वी प्राप्त केलेल्या N चे परिमाण बदलणार नाही._Tमूल्ये (अंजीर 6d आणि 7d).

4. विश्लेषण

प्राप्त परिणाम दर्शविते की टंगस्टन वायर सीडीटीसाठी वापरण्यात येणारी पद्धत व्यावहारिकरित्या तन्य चाचण्यांमध्ये निर्धारित केलेल्या यांत्रिक पॅरामीटर्समध्ये बदल करत नाही (अंतिम तन्य शक्तीमध्ये फक्त थोडीशी घट झाली होती), परंतु लक्षणीय वाढ झाली आहे.

तांत्रिक गुणधर्म सर्पिल उत्पादनासाठी हेतू आहेत; हे टीटी चाचणीमधील ट्विस्टच्या संख्येद्वारे दर्शवले जाते. हे Bochniak आणि Pieła (2007) च्या पूर्वीच्या अभ्यासाच्या परिणामांची पुष्टी करते.

[४] सर्पिलच्या उत्पादन प्रक्रियेत तारांच्या पाळलेल्या वर्तनासह तन्य चाचणी परिणामांच्या अभिसरणाच्या अभावाबद्दल.

सीडीटीच्या प्रक्रियेवर टंगस्टन वायरची प्रतिक्रिया लागू केलेल्या तणावावर लक्षणीयपणे अवलंबून असते. लो-टेन्शन फोर्समध्ये, एखाद्याला पासच्या संख्येसह वळणांच्या संख्येत पॅराबॉलिक वाढ दिसून येते, तर तणावाच्या मोठ्या मूल्यांचा वापर (आधीपासूनच दोन पासांनंतर) संपृक्ततेची स्थिती आणि पूर्वी प्राप्त केलेल्या तंत्रज्ञानाच्या स्थिरीकरणाकडे नेतो. गुणधर्म (अंजीर 6d आणि 7d).

टंगस्टन वायरचा असा वैविध्यपूर्ण प्रतिसाद हे वस्तुस्थिती अधोरेखित करतो की तणावाची परिमाण ताणतणाव स्थिती आणि सामग्रीची विकृत अवस्था आणि परिणामी त्याचे लवचिक-प्लास्टिक वर्तन दोन्ही परिमाणात्मक बदल निर्धारित करते. एकामागोमाग चुकीच्या संरेखित केलेल्या डाईजमधून जाणाऱ्या वायरमध्ये प्लास्टिक वाकण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान जास्त ताण वापरल्याने वायर-वाकण्याची त्रिज्या लहान होते; त्यामुळे, कातरण्याच्या यंत्रणेसाठी जबाबदार असलेल्या वायरच्या अक्षाला लंब असलेल्या दिशेने प्लॅस्टिकचा ताण मोठा असतो आणि त्यामुळे कातरण पट्ट्यांमध्ये स्थानिकीकृत प्लास्टिकचा प्रवाह होतो. दुसरीकडे, कमी ताणामुळे वायरची सीडीटी प्रक्रिया लवचिक ताणाच्या (म्हणजेच प्लास्टिकचा ताण भाग लहान) होण्यास कारणीभूत ठरते, जी एकसंध विकृतीच्या वर्चस्वाला अनुकूल करते. अक्षीय तन्य चाचणी दरम्यान होणाऱ्या परिस्थितींपेक्षा या परिस्थिती अगदी वेगळ्या आहेत.

हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की सीडीटी केवळ पुरेशा गुणवत्तेच्या तारांसाठी तांत्रिक वैशिष्ट्ये सुधारते, म्हणजे कोणतेही महत्त्वपूर्ण अंतर्गत दोष नसतात (छिद्र, व्हॉईड्स, खंडितता, सूक्ष्म क्रॅक, धान्याच्या सीमांवर पुरेशा सातत्य चिकटपणाचा अभाव इ. .) पावडर मेटलर्जीद्वारे वायरच्या उत्पादनामुळे. अन्यथा, ट्विस्टच्या प्राप्त मूल्याचे वाढते स्कॅटर एन_Tपासच्या संख्येत वाढ होण्याबरोबरच तारांच्या संरचनेत त्याच्या विविध भागांमध्ये (लांबीमध्ये) खोल होत जाणारा फरक सूचित करतो त्यामुळे व्यावसायिक वायरच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक उपयुक्त निकष देखील असू शकतो. या समस्या भविष्यातील तपासणीचा विषय असतील.

अंजीर. 7 यांत्रिक प्रशिक्षणाचा प्रभाव (पासची संख्या n) यांत्रिक (a–c) आणि तांत्रिक (d) वर (N द्वारे परिभाषित_Tटीटी चाचणीमध्ये) टंगस्टन वायरचे गुणधर्म; संलग्न वजन मूल्य 8.5 एन

5. निष्कर्ष

1, टंगस्टन वायर्सचे CDT त्यांचे तांत्रिक गुणधर्म सुधारतात, जसे की टॉर्शन विथ टेन्शन टेस्ट एन द्वारे परिभाषित केले आहे._Tफ्रॅक्चर होण्यापूर्वी.

2, N ची वाढ_Tसीडीटीच्या दोन मालिकांच्या अधीन असलेल्या वायरद्वारे अनुक्रमणिका सुमारे 20% पर्यंत पोहोचते.

3, सीडीटीच्या प्रक्रियेत वायरच्या ताणाच्या परिमाणाचा N च्या मूल्याद्वारे निर्धारित केलेल्या तांत्रिक गुणधर्मांवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो._Tनिर्देशांक त्याचे सर्वोच्च मूल्य किंचित ताणतणाव (तन्य ताण) असलेल्या वायरने गाठले होते.

4, उच्च तणाव आणि बहुपक्षीय बेंडिंगचे अधिक चक्र दोन्ही वापरणे समर्थनीय नाही कारण यामुळे केवळ N चे पूर्वी पोहोचलेले मूल्य स्थिर होते._Tनिर्देशांक

5, CDT टंगस्टन वायरच्या तांत्रिक गुणधर्मांमधील लक्षणीय सुधारणा तन्य चाचणीमध्ये निर्धारित केलेल्या यांत्रिक पॅरामीटर्सच्या बदलासह नाही, ज्यामुळे वायरच्या तांत्रिक वर्तनाचा अंदाज घेण्यासाठी अशा चाचणीच्या कमी उपयोगितेवर असलेल्या विश्वासाची पुष्टी होते.

प्राप्त प्रायोगिक परिणाम सर्पिल निर्मितीसाठी टंगस्टन वायरची योग्यता CDT दर्शवितात. विशेषतः, वायरची लांबी क्रमिकपणे वाढवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतीवर आधारित, चक्रीय, थोड्या ताणाने बहुदिशात्मक वाकणे, अंतर्गत ताणांना आराम देण्यास कारणीभूत ठरते. या कारणास्तव, सर्पिल बनवताना प्लॅस्टिकच्या तार तुटण्याच्या प्रवृत्तीवर प्रतिबंध आहे. परिणामी, याची पुष्टी झाली की उत्पादन परिस्थितीत कचऱ्याचे प्रमाण कमी केल्याने डाउनटाइम स्वयंचलित उत्पादन उपकरणे काढून टाकून उत्पादन प्रक्रियेची कार्यक्षमता वाढते ज्यामध्ये, वायर तुटल्यानंतर, आपत्कालीन थांबा "मॅन्युअली" सक्रिय करणे आवश्यक आहे. ऑपरेटर द्वारे.