1. Hyrje

Telat e tungstenit, me trashësi nga disa deri në dhjetëra mikrometra, janë formuar plastikisht në spirale dhe përdoren për burime drite inkandegjente dhe shkarkimi. Prodhimi i telave bazohet në teknologjinë e pluhurit, p.sh., pluhuri i tungstenit i përftuar përmes një procesi kimik i nënshtrohet në mënyrë të njëpasnjëshme shtypjes, sinterizimit dhe formimit të plastikës (falsifikim rrotullues dhe tërheqje). Vini re se procesi i mbështjelljes së telit duhet të rezultojë në veti të mira plastike dhe elasticitet "jo shumë të lartë". Nga ana tjetër, për shkak të kushteve të shfrytëzimit të spiraleve, dhe mbi të gjitha, rezistencës së lartë të kërkuar ndaj zvarritjes, telat e rikristalizuar nuk janë të përshtatshëm për prodhim, veçanërisht nëse kanë strukturë të trashë.

Modifikimi i vetive mekanike dhe plastike të materialeve metalike, në veçanti, zvogëlimi i ngurtësimit të fortë të punës pa një trajtim pjekjeje është i mundur duke përdorur stërvitje mekanike. Ky proces konsiston në nënshtrimin e metalit ndaj deformimeve të përsëritura, të alternuara dhe me plastikë të ulët. Efektet e kontrafleksurës ciklike në vetitë mekanike të metaleve janë dokumentuar, ndër të tjera, në letrën e Bochniak dhe Mosor [1], këtu duke përdorur shirita bronzi prej kallaji CuSn 6,5%. U tregua se trajnimi mekanik çon në një zbutje të punës.
Fatkeqësisht, parametrat mekanikë të telave të tungstenit të përcaktuara në provat e thjeshta të tërheqjes njëaksiale janë shumë të pamjaftueshme për të parashikuar sjelljen e tyre në procesin e prodhimit të spiraleve. Këta tela, pavarësisht nga vetitë mekanike të ngjashme, shpesh karakterizohen nga ndjeshmëri dukshëm të ndryshme ndaj dredha-dredha. Prandaj, kur vlerësohen karakteristikat teknologjike të telit të tungstenit, rezultatet e testeve të mëposhtme konsiderohen të jenë më të besueshme: mbështjellja e telit të bërthamës, rrotullimi me një drejtim, ngjeshja e skajit të thikës, përkulja dhe shtrirja ose brezi i kthyeshëm [2] . Kohët e fundit, u propozua një test i ri teknologjik [3], në të cilin teli i nënshtrohet rrotullimit të njëkohshëm me tension (testi TT), dhe gjendja e stresit - sipas mendimit të autorëve - është afër asaj që ndodh në procesin e prodhimit. të filamenteve. Për më tepër, rezultatet e testeve TT të kryera në tela tung-sten me diametra të ndryshëm kanë treguar aftësinë e tij për të parashikuar sjelljen e tyre të mëvonshme gjatë proceseve teknologjike [4, 5].

Qëllimi i punës së paraqitur këtu është t'i përgjigjet pyetjes nëse, dhe nëse, në çfarë mase përdorimi i trajtimit të deformimit me biçikletë (CDT) në tela tungsteni me përkulje të vazhdueshme shumëpalëshe me metodën e prerjes [6], mund të modifikojë mekanikën dhe teknologjinë e tij veti të rëndësishme.

Në përgjithësi, deformimi ciklik i metaleve (p.sh., nga tensioni dhe ngjeshja ose përkulja dypalëshe) mund të shoqërohet nga dy procese të ndryshme strukturore. E para është karakteristike për deformimin me amplituda të vogla dhe

përfshin të ashtuquajturat fenomene të lodhjes, duke rezultuar në metalin e ngurtësuar fort në punë, duke u kthyer në një të zbutur nga sforcimi përpara se të ndodhë shkatërrimi i tij [7].

Procesi i dytë, mbizotërues gjatë deformimit me amplituda me sforcim të lartë, prodhon heterogjenizim të fortë të brezave prerëse që gjenerojnë rrjedhje plastike. Për rrjedhojë vihet re një fragmentim drastik i strukturës metalike, në veçanti formimi i kokrrizave me përmasa nano, pra një rritje e ndjeshme e vetive mekanike të saj në kurriz të punueshmërisë. Një efekt i tillë arrihet në p.sh., metodën e valëzimit të vazhdueshëm të përsëritur dhe të drejtimit të zhvilluar nga Huang et al. [8], i cili përbëhet nga kalimi (rrokullisje) i shumëfishtë, alternativ, i shiritave ndërmjet rrotullave të “ingranazheve” dhe të lëmuara, ose në një mënyrë më të sofistikuar, që është një metodë e përkuljes së vazhdueshme nën tension [9], ku shiriti i shtrirë është kontrafleksuar për shkak të një lëvizjeje të kthyeshme përgjatë gjatësisë së saj të grupit të rrotullave rrotulluese. Natyrisht, fragmentimi i gjerë i kokrrave mund të arrihet edhe gjatë deformimeve monotonike me sforcim të madh, duke përdorur të ashtuquajturat metoda të deformimit të rëndë plastik, në veçanti, metodat e nxjerrjes këndore të kanaleve të barabarta [10] që më së shpeshti plotësojnë kushtet për të thjeshta. qethje e metalit. Fatkeqësisht, ato përdoren kryesisht në shkallë laboratorike dhe teknikisht nuk është e mundur

për t'i përdorur ato për të përftuar veti mekanike specifike të shiritave ose telave të gjatë.

Janë bërë edhe disa përpjekje për të vlerësuar ndikimin e prerjes me ndryshim ciklik të aplikuar me deformime të njësive të vogla në aftësinë për të aktivizuar fenomenet e lodhjes. Rezultatet e studimeve eksperimentale të kryera [11] mbi shirita bakri dhe kobalti me kontrafleksure me prerje konfirmuan tezën e mësipërme. Megjithëse metoda e kontrafleksrës me prerje është mjaft e lehtë për t'u aplikuar në pjesë të sheshta metalike, aplikimi më i drejtpërdrejtë i telave nuk ka kuptim, sepse, sipas përkufizimit, nuk garanton marrjen e strukturës homogjene, dhe rrjedhimisht vetitë identike në perimetri (me rreze të orientuar në mënyrë arbitrare) të telit. Për këtë arsye, ky punim përdor një metodë të sapoformuar dhe origjinale të CDT-së të projektuar për tela të hollë, bazuar në përkuljen e vazhdueshme shumëpalëshe me prerje.

Fig. 1 Skema e procesit të trajnimit mekanik të telave:1 tel tungsteni,2 spirale me tel për t'u çmbështjellë,3 sistemi prej gjashtë makinash rrotulluese,4 spirale dredha-dredha,5 Të thyej peshë dhe6 frena (cilindër çeliku me një brez bronzi kallaji rreth tij)

2. Eksperimentoni

CDT e telit të tungstenit me një diametër prej 200 μm u krye në një pajisje testimi të ndërtuar posaçërisht, skema e së cilës është paraqitur në Fig. 1. Teli i pambështjellur (1) nga spiralja

(2) me diametër 100 mm, është futur në një sistem prej gjashtë makinerish (3), me vrima të të njëjtit diametër si teli, të cilat janë të fiksuara në një strehë të përbashkët dhe rrotullohen rreth boshtit me një shpejtësi prej 1,350 rrotullime/ min. Pas kalimit përmes pajisjes, teli u rrotullua në spirale (4) me një diametër prej 100 mm duke u rrotulluar me një shpejtësi prej 115 rev/min. Parametrat e aplikuar vendosin që shpejtësia lineare e telit në lidhje me makineritë rrotulluese është 26.8 mm/rev.

Dizajni i përshtatshëm i sistemit të matricave nënkuptonte që çdo e dyta e dyfishtë rrotullohej në mënyrë të çuditshme (Fig. 2), dhe secila pjesë e telit që kalonte nëpër kabinat rrotulluese i nënshtrohej përkuljes së vazhdueshme shumëpalëshe me prerje të induktuar nga hekurosja në skajin e sipërfaqes së brendshme të kapave.

Fig. 2 Paraqitja skematike e matricave rrotulluese (etiketuar me numër3 në Fig. 1)

Fig. 3 Sistemi i makinerive: një pamje e përgjithshme; b pjesët themelore:1 vdes qendror,2 vdes ekscentriku,3 unaza ndarëse

Teli i pambështjellur ishte nën ndikimin e stresit fillestar për shkak të aplikimit të tensionit, i cili jo vetëm e mbron atë nga ngatërrimi, por gjithashtu përcakton pjesëmarrjen e ndërsjellë të deformimit të përkuljes dhe prerjes. Kjo u arrit falë frenave të montuara në spirale në formën e një shiriti bronzi kallaji të shtypur nga një peshë (e caktuar si 5 dhe 6 në Fig. 1). Figura 3 tregon pamjen e trajnimit të pajisjes kur paloset, dhe secilin prej përbërësve të saj. Trajnimi i telave u krye me dy pesha të ndryshme:

4.7 dhe 8.5 N, deri në katër kalojnë nëpër grupin e matricave. Stresi boshtor arriti respektivisht në 150 dhe 270 MPa.

Prova e tërheqjes së telit (si në gjendjen fillestare ashtu edhe të trajnuar) u krye në makinën testuese Zwick Roell. Gjatësia e matësit të mostrave ishte 100 mm dhe shkalla e sforcimit në tërheqje ishte

8×10⁻³ s⁻¹. Në secilin rast, një pikë matjeje (për secilën

të varianteve) përfaqëson të paktën pesë mostra.

Testi TT u krye në një aparat të veçantë skema e të cilit është paraqitur në Fig. 4 më herët të paraqitur nga Bochniak et al. (2010). Qendra e telit të tungstenit (1) me një gjatësi prej 1 m u vendos në një kapëse (2), dhe më pas skajet e tij, pasi kaloi nëpër rrotullat udhëzuese (3) dhe ngjiti pesha (4) prej 10 N secila, u bllokuan në një kapëse (5). Lëvizja rrotulluese e kapëses (2) rezultoi në mbështjelljen e dy pjesëve të telit

(të mbështjellur në vetvete), me skajet e fiksuara të kampionit të testuar, u krye me një rritje graduale të sforcimeve në tërheqje.

Rezultati i testit ishte numri i kthesave (N_T) nevojitej për të çarë telin dhe zakonisht ndodhte në pjesën e përparme të lëmshit të formuar, siç tregohet në figurën 5. Janë kryer të paktën dhjetë teste për variant. Pas stërvitjes, teli kishte një formë të lehtë të valëzuar. Duhet theksuar se sipas punimeve të Bochniak dhe Pieła (2007) [4] dhe Filipek (2010)

[5] testi TT është një metodë e thjeshtë, e shpejtë dhe e lirë për të përcaktuar vetitë teknologjike të telave të destinuara për dredha-dredha.

Fig. 4 Skema e testit TT:1 tel i testuar,2 kapëse e rrotulluar nga një motor elektrik, së bashku me pajisjen e regjistrimit të rrotullimit,3 rrotullat udhëzuese,4peshat,5 nofullat që shtrëngojnë skajet e telit

3. Rezultatet

Efekti i tensionit fillestar dhe numri i kalimeve në procesin CDT në vetitë e telave të tungstenit janë paraqitur në Fig. 6 dhe 7. Një shpërndarje e madhe e parametrave mekanike të marra të telit ilustrojnë shkallën e johomogjenitetit të materialit të përftuar me teknologjinë e pluhurit, prandaj analiza e kryer fokusohet në tendencat e ndryshimeve të vetive të testuara dhe jo në vlerat absolute të tyre.

Teli komercial i tungstenit karakterizohet nga vlera mesatare të stresit rrjedhës (YS) të barabarta me 2,026 MPa, forca përfundimtare në tërheqje (UTS) prej 2,294 MPa, zgjatja totale e

A≈2.6 % dhe N_Taq sa 28. Pavarësisht nga

madhësia e tensionit të aplikuar, CDT rezulton në vetëm një të vogël

ulje e UTS (jo më shumë se 3 % për telin pas katër kalimeve), dhe si YS ashtu edheA mbeten relativisht në të njëjtin nivel (Fig. 6a–c dhe 7a–c).

Fig. 5 Pamje e telit të tungstenit pas thyerjes në testin TT

Fig. 6 Efekti i trajnimit mekanik (numri i kalimeve n) në mekanike (a–c) dhe teknologjike (d) (përcaktuar nga N_Tnë testin TT) vetitë e telit të tungstenit; vlera e peshës së bashkangjitur prej 4,7 N

CDT gjithmonë çon në një rritje të konsiderueshme të numrit të rrotullimeve të telit N_T. Në veçanti, për dy kalimet e para, N_Tarrin më shumë se 34 për një tension prej 4,7 N dhe pothuajse 33 për një tension prej 8,5 N. Kjo përfaqëson një rritje prej përafërsisht 20 % në lidhje me telin tregtar. Aplikimi i një numri më të madh kalimesh çon në një rritje të mëtejshme të N_Tvetëm në rastin e stërvitjes nën tension prej 4.7 N. Teli pas katër kalimeve tregon madhësinë mesatare të N_Ttejkaluar 37, që krahasuar me telin në gjendje fillestare paraqet një rritje mbi 30 %. Trajnimi i mëtejshëm i telit në tensione më të larta nuk do të ndryshonte më madhësinë e N të arritur më parë_Tvlerat (Fig. 6d dhe 7d).

4. Analiza

Rezultatet e marra tregojnë se metoda e përdorur për CDT të telit të tungstenit praktikisht nuk i ndryshon parametrat e saj mekanikë të përcaktuar në testet e tërheqjes (kishte vetëm një rënie të lehtë në forcën përfundimtare në tërheqje), por e rriti ndjeshëm atë.

vetitë teknologjike të destinuara për prodhimin e spiraleve; kjo përfaqësohet nga numri i kthesave në testin TT. Kjo konfirmon rezultatet e studimeve të mëparshme nga Bochniak dhe Pieła (2007)

[4] për mungesën e konvergjencës së rezultateve të provës në tërheqje me sjelljen e vëzhguar të telave në procesin e prodhimit të spiraleve.

Reagimi i telave të tungstenit në procesin e CDT varet ndjeshëm nga tensioni i aplikuar. Me forcën e tensionit të ulët, vërehet një rritje parabolike e numrit të kthesave me numrin e kalimeve, ndërsa aplikimi i vlerave më të mëdha të tensionit çon (tashmë pas dy kalimeve) në arritjen e gjendjes së ngopjes dhe stabilizimin e teknologjisë së marrë më parë. vetitë (Fig. 6d dhe 7d).

Një përgjigje e tillë e larmishme e telit të tungstenit nënvizon faktin se madhësia e tensionit përcakton ndryshimin sasior si të gjendjes së stresit ashtu edhe të gjendjes së deformimit të materialit dhe rrjedhimisht sjelljen elastike-plastike të tij. Përdorimi i tensionit më të lartë gjatë procesit të lakimit plastik në kalimin e telave ndërmjet kalimeve të njëpasnjëshme të gabuar rezulton në një rreze më të vogël të përkuljes së telit; prandaj, sforcimi plastik në një drejtim pingul me boshtin e telit përgjegjës për mekanizmin e prerjes është më i madh dhe çon në një rrjedhje plastike të lokalizuar në brezat e prerjes. Nga ana tjetër, tensioni i ulët bën që procesi CDT i telit të zhvillohet me pjesëmarrje më të madhe të sforcimit elastik (d.m.th., pjesa e tendosjes plastike është më e vogël), gjë që favorizon mbizotërimin e deformimit homogjen. Këto situata janë dukshëm të ndryshme nga ato që ndodhin gjatë provës së tërheqjes njëaksiale.

Duhet të theksohet gjithashtu se CDT përmirëson karakteristikat teknologjike vetëm për telat me cilësi të mjaftueshme, d.m.th., pa defekte të brendshme të rëndësishme (poret, zbrazëtitë, ndërprerjet, mikroçarjet, mungesa e ngjitjes së mjaftueshme të vazhdimësisë në kufijtë e kokrrizave, etj. .) që rezulton nga prodhimi i telit nga metalurgjia pluhur. Përndryshe, shpërhapja në rritje e vlerës së fituar të kthesave N_Tsë bashku me një rritje të numrit të kalimeve tregon një diferencim të thelluar të strukturës së telit në pjesët e ndryshme të tij (në gjatësi), kështu që mund të shërbejë gjithashtu si një kriter i dobishëm për vlerësimin e cilësisë së një teli tregtar. Këto probleme do të jenë objekt i hetimeve të ardhshme.

Fig. 7 Efekti i trajnimit mekanik (numri i kalimeve n) në mekanike (a–c) dhe teknologjike (d) (përcaktuar nga N_Tnë testin TT) vetitë e telit të tungstenit; vlera e peshës së bashkangjitur prej 8,5 N

5. Përfundime

1, CDT e telave tungsten përmirëson vetitë e tyre teknologjike, siç përcaktohet në testin e rrotullimit me tension nga N_Tpara thyerjes.

2, Rritja e N_Tindeksi me rreth 20 % arrihet nga një tel që i nënshtrohet dy serive CDT.

3, Madhësia e tensionit të telit në procesin e CDT ka një ndikim të rëndësishëm në vetitë e tij teknologjike të përcaktuara nga vlera e N_Tindeks. Vlera e tij më e lartë u arrit nga një tel i nënshtruar një tensioni të lehtë (stresi elastik).

4， Përdorimi i tensionit më të lartë dhe i më shumë cikleve të përkuljes shumëpalëshe me prerje nuk justifikohet sepse rezulton vetëm në stabilizimin e vlerës së arritur më parë të N_Tindeks.

5, Përmirësimi i ndjeshëm i vetive teknologjike të telit CDT të tungstenit nuk shoqërohet me një ndryshim të parametrave mekanikë të përcaktuar në testin e tërheqjes, duke konfirmuar besimin e mbajtur në përdorshmërinë e ulët të një testi të tillë për të parashikuar sjelljen teknologjike të telit.

Rezultatet eksperimentale të marra demonstrojnë përshtatshmërinë CDT të telit të tungstenit për prodhimin e spiraleve. Në veçanti, bazuar në metodën e përdorur për avancimin e njëpasnjëshëm të gjatësisë së telit, përkulja ciklike, shumëdrejtimëshe me pak sforcim, shkakton relaksim të sforcimeve të brendshme. Për këtë arsye, ka një kufizim në tendencën e thyerjes së telit gjatë formimit plastik të spiraleve. Si rezultat, u konfirmua se zvogëlimi i sasisë së mbetjeve në kushtet e prodhimit rrit efikasitetin e procesit të prodhimit duke eliminuar pajisjet e automatizuara të prodhimit në kohë joproduktive në të cilat, pas prishjes së telit, duhet të aktivizohet "manualisht" një ndalesë emergjente. nga operatori.