1. Pengenalan

Wayar tungsten, dengan ketebalan dari beberapa hingga puluhan mikrometer, dibentuk secara plastik menjadi lingkaran dan digunakan untuk sumber cahaya pijar dan nyahcas. Pembuatan dawai adalah berdasarkan teknologi serbuk, iaitu, serbuk tungsten yang diperoleh melalui proses kimia tertakluk kepada penekanan, pensinteran, dan pembentukan plastik (penempaan berputar dan lukisan). Ambil perhatian bahawa proses penggulungan wayar perlu menghasilkan sifat plastik yang baik dan keanjalan "tidak terlalu tinggi". Sebaliknya, disebabkan oleh keadaan eksploitasi lingkaran, dan di atas semua, rintangan rayapan tinggi yang diperlukan, wayar terhablur semula tidak sesuai untuk pengeluaran, terutamanya jika ia mempunyai struktur berbutir kasar.

Mengubah suai sifat mekanikal dan plastik bahan me-tallic, khususnya, mengurangkan pengerasan kerja yang kuat tanpa rawatan penyepuhlindapan adalah mungkin menggunakan latihan me-kanikal. Proses ini terdiri daripada menundukkan logam kepada ubah bentuk berulang, berselang-seli, dan plastik rendah. Kesan kontrafleksi kitaran pada sifat mekanikal logam didokumenkan, antara lain, dalam kertas Bochniak dan Mosor [1], di sini menggunakan jalur gangsa timah CuSn 6.5 %. Telah ditunjukkan bahawa latihan mekanikal membawa kepada pelembutan kerja.
Malangnya, parameter mekanikal wayar tungsten yang ditentukan dalam ujian tegangan satu paksi mudah adalah jauh tidak mencukupi untuk meramalkan kelakuannya dalam proses pengeluaran lingkaran. Wayar ini, walaupun mempunyai sifat mekanikal yang serupa, sering dicirikan oleh kerentanan yang berbeza secara ketara terhadap penggulungan. Oleh itu, apabila menilai ciri-ciri teknologi wayar tungsten, keputusan ujian berikut dianggap lebih dipercayai: penggulungan wayar teras, kilasan satu arah, pemampatan tepi pisau, bengkok dan regangan, atau jalur boleh balik [2] . Baru-baru ini, ujian teknologi baharu telah dicadangkan [3], di mana wayar dikenakan kilasan serentak dengan ketegangan (ujian TT), dan keadaan tegasan—menurut pendapat pengarang—hampir dengan yang berlaku dalam proses pengeluaran. daripada fila-men. Selain itu, keputusan ujian TT yang dijalankan pada wayar tung-sten dengan diameter yang berbeza telah menunjukkan keupayaannya untuk menjangka tingkah laku mereka kemudiannya semasa proses teknologi [4, 5].

Matlamat kerja yang dibentangkan di sini adalah untuk menjawab persoalan sama ada, dan jika, sejauh mana penggunaan rawatan ubah bentuk berbasikal (CDT) pada wayar tungsten dengan lenturan pelbagai hala berterusan dengan kaedah ricih [6], boleh mengubah suai mekanikal dan teknologinya. sifat penting.

Secara umumnya, ubah bentuk kitaran logam (cth, dengan tegangan dan mampatan atau lenturan dua hala) mungkin disertai oleh dua proses struktur yang berbeza. Yang pertama adalah ciri untuk ubah bentuk dengan amplitud kecil dan

melibatkan apa yang dipanggil fenomena keletihan, mengakibatkan logam yang dikeraskan dengan kuat berubah menjadi yang dilembutkan terikan sebelum pemusnahannya berlaku [7].

Proses kedua, dominan semasa ubah bentuk dengan amplitud terikan tinggi, menghasilkan heterogenisasi kuat jalur ricih penjana aliran plastik. Akibatnya, terdapat pemecahan drastik struktur logam, khususnya, pembentukan butiran bersaiz nano, dengan itu, peningkatan ketara dalam sifat mekanikalnya dengan mengorbankan kebolehkerjaan. Kesan sedemikian diperoleh dalam cth, korugasi berulang berterusan dan kaedah meluruskan yang dibangunkan oleh Huang et al. [8], yang terdiri daripada berbilang, berselang-seli, melepasi (menggelek) jalur antara gulungan "bergear" dan licin, atau dengan cara yang lebih canggih, yang merupakan kaedah lenturan berterusan di bawah ketegangan [9], di mana jalur regangan dikontrafleksikan kerana pergerakan boleh balik sepanjang set gulungan berputar. Sudah tentu, pemecahan bijirin yang meluas juga boleh diperolehi semasa ubah bentuk monoton dengan terikan yang besar, menggunakan kaedah Deformasi Plastik Teruk yang dipanggil, khususnya, kaedah Penyemperitan Sudut Saluran Sama [10] yang paling kerap memenuhi syarat untuk mudah. ricih logam. Malangnya, ia digunakan terutamanya pada skala makmal dan secara teknikalnya tidak mungkin

untuk menggunakannya untuk mendapatkan sifat mekanikal tertentu jalur atau wayar panjang.

Beberapa percubaan juga telah dilakukan untuk menilai pengaruh ricih perubahan kitaran yang digunakan dengan ubah bentuk unit kecil ke atas keupayaan untuk mengaktifkan fenomena kelesuan. Keputusan kajian eksperimen yang dijalankan [11] pada jalur kuprum dan kobalt secara kontraflexure dengan ricih mengesahkan tesis di atas. Walaupun kontraflexure dengan kaedah ricih agak mudah untuk digunakan pada bahagian logam rata, aplikasi yang lebih langsung untuk wayar tidak masuk akal, kerana, secara definisi, ia tidak menjamin mendapatkan struktur homogen, dan dengan itu sifat yang sama pada lilitan (dengan jejari berorientasikan sewenang-wenangnya) wayar. Atas sebab ini, kertas kerja ini menggunakan kaedah CDT yang baru dibentuk dan asli yang direka untuk wayar nipis, berdasarkan lenturan pelbagai hala berterusan dengan ricih.

Rajah 1 Skim proses latihan mekanikal wayar:1 wayar tungsten,2 gegelung dengan wayar untuk membuka kekili,3 sistem enam mati berputar,4 gegelung penggulungan,5 memecahkan berat badan, dan6 brek (silinder keluli dengan jalur gangsa timah di sekelilingnya)

2. Eksperimen

CDT wayar tungsten dengan diameter 200 μm telah dilakukan pada peranti ujian yang dibina khas yang skemanya ditunjukkan dalam Rajah 1. Wayar tidak digulung (1) daripada gegelung

(2) dengan diameter 100 mm, telah dimasukkan ke dalam sistem enam dadu (3), dengan lubang diameter yang sama dengan wayar, yang dipasang dalam perumah biasa dan berputar di sekeliling paksi pada kelajuan 1,350 rev/ min. Selepas melalui peranti, wayar digulung pada gegelung (4) dengan diameter 100 mm berputar pada kelajuan 115 rev/min. Parameter yang digunakan menentukan kelajuan linear wayar berbanding dengan acuan berputar ialah 26.8 mm/rev.

Reka bentuk sistem dadu yang sesuai bermakna setiap dadu kedua berputar secara eksentrik (Gamb. 2), dan setiap keping wayar yang melalui dadu berputar tertakluk kepada lenturan pelbagai hala berterusan dengan ricih teraruh dengan menyeterika di tepi permukaan dalam dadu.

Rajah 2 Susun atur skematik dadu berputar (dilabelkan dengan nombor3 dalam Rajah 1)

Rajah 3 Sistem dies: pandangan umum; b bahagian asas:1 mati sentrik,2 mati eksentrik,3 cincin pengatur jarak

Kawat yang tidak digulung berada di bawah pengaruh tegasan awal akibat penggunaan tegangan, yang bukan sahaja melindunginya daripada belitan, tetapi juga menentukan penyertaan bersama ubah bentuk lenturan dan ricih. Ini boleh dicapai terima kasih kepada brek yang dipasang pada gegelung dalam bentuk jalur gangsa timah yang ditekan oleh pemberat (ditetapkan sebagai 5 dan 6 dalam Rajah 1). Rajah 3 menunjukkan penampilan latihan peranti apabila dilipat, dan setiap komponennya. Latihan wayar dilakukan dengan dua berat yang berbeza:

4.7 dan 8.5 N, sehingga empat melalui set dadu. Tegasan paksi masing-masing berjumlah 150 dan 270 MPa.

Ujian tegangan wayar (kedua-duanya dalam keadaan awal dan terlatih) telah dilakukan pada mesin ujian Zwick Roell. Panjang tolok sampel ialah 100 mm dan kadar terikan tegangan ialah

8×10⁻³ s⁻¹. Dalam setiap kes, satu titik ukuran (untuk setiap

daripada varian) mewakili sekurang-kurangnya lima sampel.

Ujian TT telah dilakukan pada radas khas yang skemanya ditunjukkan dalam Rajah 4 sebelum ini dibentangkan oleh Bochniak et al. (2010). Pusat wayar tungsten (1) dengan panjang 1 m diletakkan di dalam tangkapan (2), dan kemudian hujungnya, selepas melalui gulungan panduan (3), dan memasang pemberat (4) 10 N setiap satu, telah disekat dalam pengapit (5). Pergerakan putaran tangkapan (2) mengakibatkan penggulungan dua keping wayar

(digulung pada diri mereka sendiri), dengan hujung tetap sampel yang diuji, telah dijalankan dengan peningkatan tegasan tegangan secara beransur-ansur.

Keputusan ujian ialah bilangan lilitan (N_T) diperlukan untuk memutuskan wayar dan biasanya berlaku pada bahagian hadapan kusut yang terbentuk, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Sekurang-kurangnya sepuluh ujian bagi setiap varian telah dilakukan. Selepas latihan, wayar mempunyai bentuk beralun sedikit. Perlu ditekankan bahawa menurut kertas kerja Bochniak dan Pieła (2007) [4] dan Filipek (2010)

[5] ujian TT ialah kaedah yang mudah, cepat dan murah untuk menentukan sifat teknologi wayar yang dimaksudkan untuk penggulungan.

Rajah 4 Skim ujian TT:1 wayar yang diuji,2 tangkapan diputar oleh motor elektrik, ditambah dengan peranti rakaman twist,3 gulungan panduan,4berat,5 rahang mengapit hujung wayar

3. Keputusan

Kesan tegangan awal dan bilangan hantaran dalam proses CDT pada sifat wayar tungsten ditunjukkan dalam Rajah. 6 dan 7. Sebaran besar parameter mekanikal dawai yang diperoleh menggambarkan skala ketidakhomogenan bahan yang diperolehi oleh teknologi serbuk, dan oleh itu, analisis yang dijalankan memberi tumpuan kepada trend perubahan sifat yang diuji dan bukan pada nilai mutlaknya.

Kawat tungsten komersial dicirikan oleh nilai purata tegasan alah (YS) bersamaan dengan 2,026 MPa, kekuatan tegangan muktamad (UTS) sebanyak 2,294 MPa, jumlah pemanjangan

A≈2.6 % dan N_Tsebanyak 28. Tanpa mengira

magnitud tegangan yang dikenakan, CDT hanya menghasilkan sedikit

penurunan UTS (tidak melebihi 3 % untuk wayar selepas empat laluan), dan kedua-dua YS danA kekal pada tahap yang sama (Rajah 6a–c dan 7a–c).

Rajah 5 Pandangan wayar tungsten selepas patah dalam ujian TT

Rajah 6 Kesan latihan mekanikal (bilangan pas n) pada mekanikal (a–c) dan teknologi (d) (ditakrifkan oleh N_Tdalam ujian TT) sifat wayar tungsten; nilai berat yang dilampirkan 4.7 N

CDT sentiasa membawa kepada peningkatan yang ketara dalam bilangan lilitan wayar N_T. Khususnya, untuk dua pas pertama, N_Tmencapai lebih daripada 34 untuk tegangan 4.7 N dan hampir 33 untuk tegangan 8.5 N. Ini mewakili peningkatan kira-kira 20 % berkenaan dengan wayar komersial. Menggunakan bilangan pas yang lebih tinggi membawa kepada peningkatan selanjutnya dalam N_Thanya dalam kes latihan di bawah tegangan 4.7 N. Wayar selepas empat hantaran menunjukkan magnitud purata N_Tmelebihi 37, yang, berbanding wayar dalam keadaan awal, mewakili peningkatan lebih 30 %. Latihan lanjut wayar pada ketegangan yang lebih tinggi tidak lagi akan mengubah magnitud N yang dicapai sebelum ini._Tnilai (Gamb. 6d dan 7d).

4. Analisis

Keputusan yang diperoleh menunjukkan bahawa kaedah yang digunakan untuk CDT wayar tungsten secara praktikalnya tidak mengubah parameter mekanikalnya yang ditentukan dalam ujian tegangan (hanya terdapat sedikit penurunan dalam kekuatan tegangan muktamad), tetapi dengan ketara meningkatkannya.

sifat teknologi bertujuan untuk pengeluaran lingkaran; ini diwakili oleh bilangan lilitan dalam ujian TT. Ini mengesahkan keputusan kajian terdahulu oleh Bochniak dan Pieła (2007)

[4] tentang kekurangan penumpuan keputusan ujian tegangan dengan tingkah laku wayar yang diperhatikan dalam proses pengeluaran lingkaran.

Tindak balas wayar tungsten pada proses CDT sangat bergantung pada ketegangan yang dikenakan. Pada daya tegangan rendah, seseorang memerhatikan pertumbuhan parabola dalam bilangan lilitan dengan bilangan hantaran, manakala penggunaan nilai petunjuk ketegangan yang lebih besar (sudah selepas dua hantaran) untuk mencapai keadaan tepu dan penstabilan teknologi yang diperoleh sebelum ini. sifat (Gamb. 6d dan 7d).

Tindak balas kepelbagaian wayar tungsten sedemikian menggariskan fakta bahawa magnitud tegangan menentukan perubahan kuantitatif kedua-dua keadaan tegasan dan keadaan ubah bentuk bahan dan akibatnya kelakuan elastik-plastiknya. Menggunakan ketegangan yang lebih tinggi semasa proses lenturan plastik dalam wayar yang melalui antara dadu tidak sejajar berturut-turut menghasilkan jejari lentur wayar yang lebih kecil; oleh itu, terikan plastik dalam arah yang berserenjang dengan paksi wayar yang bertanggungjawab untuk mekanisme ricih adalah lebih besar dan membawa kepada aliran plastik setempat dalam jalur ricih. Sebaliknya, tegangan yang rendah menyebabkan proses CDT wayar berlaku dengan penyertaan yang lebih besar bagi terikan elastik (iaitu, bahagian terikan plastik lebih kecil), yang memihak kepada penguasaan ubah bentuk homogen. Situasi ini jelas berbeza daripada yang berlaku semasa ujian tegangan uniaksial.

Perlu juga diperhatikan bahawa CDT menambah baik ciri-ciri teknologi hanya untuk wayar dengan kualiti yang mencukupi, iaitu, tanpa kecacatan dalaman yang ketara (liang, lompang, ketakselanjaran, retakan mikro, kekurangan lekatan kesinambungan yang mencukupi pada sempadan butiran, dsb. .) terhasil daripada penghasilan dawai oleh metalurgi serbuk. Jika tidak, serakan yang semakin meningkat bagi nilai lilitan N yang diperolehi_Tbersama-sama dengan peningkatan dalam bilangan hantaran menunjukkan pembezaan struktur wayar yang semakin dalam dalam pelbagai bahagiannya (panjangnya) oleh itu juga boleh berfungsi sebagai kriteria berguna untuk menilai kualiti wayar komersial. Masalah ini akan menjadi subjek penyiasatan masa depan.

Rajah 7 Kesan latihan mekanikal (bilangan pas n) pada mekanikal (a–c) dan teknologi (d) (ditakrifkan oleh N_Tdalam ujian TT) sifat wayar tungsten; nilai berat yang dilampirkan 8.5 N

5. Kesimpulan

1， CDT wayar tungsten meningkatkan sifat teknologinya, seperti yang ditakrifkan dalam kilasan dengan ujian ketegangan oleh N_Tsebelum patah.

2, Peningkatan N_Tindeks sebanyak kira-kira 20 % dicapai oleh wayar yang tertakluk kepada dua siri CDT.

3, Magnitud ketegangan wayar dalam proses CDT mempunyai kesan yang ketara ke atas sifat teknologinya yang ditakrifkan oleh nilai N_Tindeks. Nilai tertingginya dicapai oleh wayar yang tertakluk kepada sedikit ketegangan (tegasan tegangan).

4， Menggunakan kedua-dua tegangan yang lebih tinggi dan lebih banyak kitaran lenturan pelbagai hala dengan ricih adalah tidak wajar kerana ia hanya menghasilkan penstabilan nilai N yang dicapai sebelum ini._Tindeks.

5， Peningkatan ketara sifat teknologi wayar tungsten CDT tidak disertai dengan perubahan parameter mekanikal yang ditentukan dalam ujian tegangan, mengesahkan kepercayaan yang dipegang dalam kebolehgunaan rendah ujian sedemikian untuk menjangka kelakuan teknologi wayar.

Keputusan eksperimen yang diperolehi menunjukkan CDT kesesuaian dawai tungsten untuk penghasilan lingkaran. Khususnya, berdasarkan kaedah yang digunakan untuk memajukan panjang wayar secara berturut-turut, kitaran, lenturan pelbagai arah dengan sedikit ketegangan, menyebabkan kelonggaran tegasan dalaman. Atas sebab ini, terdapat sekatan kepada kecenderungan wayar putus semasa plastik membentuk lingkaran. Hasilnya, telah disahkan bahawa mengurangkan jumlah sisa di bawah keadaan pembuatan meningkatkan kecekapan proses pengeluaran dengan menghapuskan peralatan pengeluaran automatik masa henti di mana, selepas memutuskan wayar, hentian kecemasan mesti "secara manual" diaktifkan oleh pengendali.