1. Bubuka

Kawat tungsten, kalayan kandelna tina sababaraha dugi ka puluhan mikrométer, sacara plastik dibentuk janten spiral sareng dianggo pikeun sumber cahaya pijar sareng ngaleupaskeun. Manufaktur kawat didasarkeun kana téknologi bubuk, nyaéta, bubuk tungsten anu diala ngaliwatan prosés kimia sacara berturut-turut kana pencét, sintering, sareng ngabentuk plastik (rotary forging and drawing). Catet yén prosés ngagulung kawat kedah ngahasilkeun sipat palastik anu saé sareng élastisitas "teu luhur teuing". Di sisi séjén, alatan kaayaan eksploitasi spirals, sarta di luhur sadayana, résistansi tinggi-creep diperlukeun, kawat recrystallized teu cocog pikeun produksi, utamana lamun maranéhna boga struktur grained kasar.

Ngarobih sipat mékanis sareng palastik tina bahan me-tallic, khususna, ngirangan kerja keras anu kuat tanpa perlakuan annealing tiasa dilaksanakeun nganggo latihan me-kanis. Prosés ieu ngawengku subjecting logam ka deformasi ulang, bolak-balik, sarta low-plastik. Balukar tina kontraflexure siklik dina sipat mékanis logam didokumentasikeun, antara séjén, dina kertas Bochniak jeung Mosor [1], di dieu ngagunakeun CuSn 6,5 % timah strip perunggu. Ieu ditémbongkeun yén latihan mékanis ngakibatkeun softening karya.
Hanjakal, parameter mékanis kawat tungsten ditangtukeun dina tés tensile uniaxial basajan teu cukup keur prediksi kabiasaan maranéhanana dina prosés produksi spirals. Kawat ieu, sanaos sipat mékanis anu sami, sering dicirikeun ku karentanan anu béda-béda pikeun ngagulung. Ku alatan éta, nalika assessing ciri téhnologis kawat tungsten, hasil tina tés handap dianggap leuwih dipercaya: kawat inti pungkal, torsi unidirectional, péso-ujung komprési, bend-na-stretch, atawa banding malik [2] . Anyar-anyar ieu, uji téknologi anyar diajukeun [3], dimana kawatna ngalaman torsion simultaneous sareng tegangan (uji TT), sareng kaayaan setrés - dina pamanggih pangarang - caket sareng anu lumangsung dina prosés produksi. tina fila-mén. Sumawona, hasil tés TT anu dilakukeun dina kawat tung-sten kalayan diaméter anu béda-béda nunjukkeun kamampuan pikeun ngantisipasi paripolah engké nalika prosés téknologi [4, 5].

Tujuan tina karya dibere di dieu nyaéta pikeun ngajawab patarosan naha, sarta lamun, nepi ka extent naon pamakéan cycling deformation treatment (CDT) dina kawat tungsten ku bending multilateral kontinyu kalawan métode shearing [6], bisa ngarobah mékanis jeung téhnologis na. sipat penting.

Sacara umum, deformasi siklik logam (contona, ku tegangan jeung komprési atawa bending bilateral) bisa dibarengan ku dua prosés struktural béda. Kahiji nyaeta ciri pikeun deformasi jeung amplitudo leutik sarta

Ngalibatkeun nu disebut fenomena kacapean, hasilna logam kuat gawé-hardened robah jadi hiji galur-softened saméméh karuksakan na lumangsung [7].

Prosés kadua, dominan salila deformasi jeung amplitudo-galur tinggi, ngahasilkeun heterogenization kuat palastik aliran-generating band geser. Akibatna, aya fragméntasi drastis tina struktur logam, hususna, formasi séréal nano-ukuran, sahingga, kanaékan signifikan dina sipat mékanis na di expense of workability. Pangaruh sapertos kitu dicandak dina conto, korugasi repetitive kontinyu sareng metode straightening dikembangkeun ku Huang dkk. [8], nu diwangun ku sababaraha, alternatip, ngalirkeun (rolling) strips antara "geared" jeung gulungan lemes, atawa dina cara nu leuwih canggih, nu mangrupakeun metoda bending kontinyu dina tegangan [9], dimana strip stretched. ieu contraflexed alatan gerakan malik sapanjang panjang susunan gulungan puteran na. Tangtosna, fragméntasi séréal éksténsif ogé tiasa didapet nalika deformasi monotonik sareng galur ageung, nganggo metode Deformasi Plastik Parah, khususna, metode Equal Channel Angular Extrusion [10] paling sering nyugemakeun kaayaan pikeun saderhana. geser tina logam. Hanjakalna, aranjeunna biasana dianggo dina skala laboratorium sareng téknisna henteu mungkin

ngagunakeun éta pikeun ménta sipat mékanis husus tina strips panjang atawa kawat.

Sababaraha usaha ogé geus dipigawé pikeun assess pangaruh cyclically ngarobah geser dilarapkeun kalawan deformasi unit leutik dina kamampuhan pikeun ngaktipkeun fenomena kacapean. Hasil studi eksperimen dilumangsungkeun [11] on strips tambaga jeung kobalt ku contraflexure kalawan shearing dikonfirmasi tesis luhur. Sanajan kontraflexure kalawan métode shearing cukup gampang pikeun dilarapkeun ka bagian logam datar, aplikasi leuwih langsung pikeun kawat teu make akal pikiran, sabab, ku harti, teu ngajamin meunangkeun struktur homogen, sahingga sipat idéntik dina. keliling (kalayan radius berorientasi wenang) kawat. Ku sabab kitu, makalah ieu ngagunakeun métode CDT nu karek dibentuk jeung aslina dirancang pikeun kawat ipis, dumasar kana bending multilateral kontinyu kalawan shearing.

Gbr. 1 Skéma prosés latihan mékanis kawat:1 kawat tungsten,2 coil kalawan kawat pikeun unreel,3 sistem genep paeh puteran,4 gulungan gulungan,5 megatkeun beurat, jeung6 rem (silinder baja kalayan pita perunggu timah sabudeureun eta)

2. Percobaan

CDT kawat tungsten kalayan diaméter 200 μm dipigawé dina alat test husus diwangun nu skéma ditémbongkeun dina Gbr. 1. Unreeled kawat (1) ti coil

(2) kalayan diaméter 100 mm, diwanohkeun kana sistem genep paeh (3), kalayan liang diaméterna sarua jeung kawat, nu dibereskeun dina perumahan umum tur puteran sabudeureun sumbu dina laju 1.350 rev / min. Sanggeus ngaliwatan alat, kawat ieu reeled on coil (4) kalayan diaméter 100 mm puteran dina laju 115 rev / mnt. Parameter terapan mutuskeun laju linier kawat relatif ka paeh puteran nyaeta 26,8 mm / rev.

Desain luyu tina sistem paeh dimaksudkan yén unggal paeh kadua revolved eccentrically (Gbr. 2), sarta unggal sapotong kawat ngaliwatan paeh puteran ieu subjected kana bending multilateral kontinyu kalawan shearing inducted ku ironing di tepi beungeut jero maot.

Gbr. 2 Tata perenah skéma tina paeh puteran (dilabélan ku nomer3 dina Gbr. 1)

Gbr. 3 Sistim maot: pintonan umum; b bagian dasar:1 centric maot,2 maot eksentrik,3 cingcin spacer

kawat Unreeled éta dina pangaruh stress awal alatan aplikasi tina tegangan, nu teu ukur ngajaga tina entanglement, tapi ogé nangtukeun partisipasi silih bending jeung deformasi shearing. Ieu mungkin pikeun ngahontal berkat rem dipasang onto coil dina bentuk strip parunggu tin dipencet ku beurat (ditunjuk salaku 5 jeung 6 dina Gbr. 1). angka 3 nembongkeun penampilan latihan alat lamun narilep, sarta unggal komponén na. Latihan kawat dilaksanakeun kalayan dua beurat anu béda:

4,7 jeung 8,5 N, nepi ka opat ngaliwatan susunan maot. Tegangan aksial masing-masing 150 sareng 270 MPa.

Uji tegangan kawat (duanana dina kaayaan awal sareng dilatih) dilaksanakeun dina mesin uji Zwick Roell. Sampel gauge panjangna 100 mm sarta laju galur tensile éta

8×10⁻³ s⁻¹. Dina unggal kasus, hiji titik ukur (pikeun tiap

tina varian) ngagambarkeun sahenteuna lima sampel.

Tés TT dilaksanakeun dina aparatur husus anu skéma ditémbongkeun dina Gbr. 4 saméméhna dibere ku Bochniak et al. (2010). Puseur kawat tungsten (1) kalayan panjang 1 m ieu disimpen dina nyekel (2), lajeng tungtung na, sanggeus ngaliwatan gulungan pituduh (3), sarta ngagantelkeun beurat (4) 10 N unggal, diblokir dina clamp a (5). Gerak puteran tina nyekel (2) nyababkeun dua lembar kawat ngagulung

(reeled on sorangan), kalawan tungtung tetep tina sampel diuji, ieu dilumangsungkeun ku kanaékan bertahap tina stresses tensile.

Hasil tés nya éta jumlah twists (N_T) diperlukeun pikeun beubeulahan kawat sarta biasana lumangsung dina hareupeun tangle kabentuk, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 5. Sahenteuna sapuluh tés per varian dipigawé. Sanggeus latihan, kawat boga bentuk wavy saeutik. Ieu kudu emphasized yén nurutkeun tulak of Bochniak and Pieła (2007) [4] jeung Filipek (2010)

[5] Tés TT nyaéta métode anu basajan, gancang, jeung murah pikeun nangtukeun sipat téhnologis kawat anu dimaksudkeun pikeun ngagulung.

Gbr. 4 Skéma tés TT:1 kawat diuji,2 nyekel diputar ku motor listrik, gandeng ku alat rekaman pulas,3 pituduh gulungan,4beurat,5 rahang clamping tungtung kawat

3. Hasilna

Pangaruh tegangan awal jeung jumlah pas dina prosés CDT dina sipat kawat tungsten ditémbongkeun dina Gbr. 6 jeung 7. A paburencay badag tina parameter mékanis diala kawat ngagambarkeun skala inhomogeneity tina bahan diala ku téhnologi bubuk, sarta ku kituna, analisis dilumangsungkeun museurkeun kana tren parobahan sipat diuji sarta henteu dina nilai mutlak maranéhanana.

Kawat tungsten komérsial dicirikeun ku nilai rata-rata tegangan ngahasilkeun (YS) sarua jeung 2,026 MPa, kakuatan tensile pamungkas (UTS) tina 2,294 MPa, total elongation tina

A≈2.6% jeung N_Tsaloba 28. Paduli kana

gedena tegangan dilarapkeun, hasil CDT ngan leutik

panurunan tina UTS (teu ngaleuwihan 3 % pikeun kawat sanggeus opat pas), sarta duanana YS naA tetep rélatif dina tingkat anu sarua (Gbr. 6a-c jeung 7a-c).

Gbr 5 Témbongkeun tina kawat tungsten sanggeus narekahan dina test TT

Gbr. 6 Pangaruh latihan mékanis (jumlah pas n) dina mékanis (a–c) jeung téhnologis (d) (ditetepkeun ku N_Tdina uji TT) sipat kawat tungsten; nilai beurat napel 4,7 N

CDT salawasna ngakibatkeun kanaékan signifikan dina jumlah kawat twists N_T. Khususna, pikeun dua pas munggaran, N_Tngahontal leuwih ti 34 pikeun tegangan 4,7 N sarta ampir 33 pikeun tegangan 8,5 N. Ieu ngagambarkeun paningkatan kira-kira 20% nu patali jeung kawat komérsial. Nerapkeun sajumlah pas anu langkung ageung nyababkeun paningkatan salajengna dina N_Tngan dina kasus latihan dina tegangan 4,7 N. Kawat sanggeus opat pas nembongkeun gedena rata-rata N._Tngaleuwihan 37, nu, dibandingkeun jeung kawat dina kaayaan awal, ngagambarkeun paningkatan dina leuwih 30 %. Latihan salajengna tina kawat dina tegangan anu langkung luhur moal ngarobih deui gedéna N anu dihontal saméméhna._Tnilai (Gbr. 6d jeung 7d).

4. Analisis

Hasil anu diala nunjukkeun yén metode anu dianggo pikeun kawat tungsten CDT sacara praktis henteu ngarobih parameter mékanis anu ditangtukeun dina tés tensile (ngan aya sakedik panurunan dina kakuatan tensile pamungkas), tapi sacara signifikan ningkatkeun kakuatan teganganna.

sipat téhnologis maksudna pikeun produksi spirals; ieu digambarkeun ku jumlah pulas dina tés TT. Ieu negeskeun hasil studi saméméhna ku Bochniak and Pieła (2007)

[4] ngeunaan kurangna konvergénsi hasil tés tensile jeung paripolah observasi kawat dina prosés produksi spirals.

Réaksi kawat tungsten dina prosés CDT sacara signifikan gumantung kana tegangan anu diterapkeun. Dina gaya tegangan low, hiji observes tumuwuhna parabolic dina jumlah twists kalawan jumlah pas, sedengkeun aplikasi tina nilai badag tegangan lead (geus sanggeus dua pas) pikeun ngahontal kaayaan jenuh na stabilisasi tina téhnologis saméméhna dicandak. sipat (Gbr. 6d jeung 7d).

Réspon rupa-rupa kawat tungsten ieu ngagariskeun kanyataan yén gedéna tegangan nangtukeun parobahan kuantitatif boh kaayaan setrés sareng kaayaan deformasi bahan sareng akibatna paripolah elastis-plastik. Ngagunakeun tegangan luhur salila prosés bending palastik dina kawat ngalirkeun antara saterusna maot misaligned hasilna ka radius kawat-bending leutik; ku kituna, galur palastik dina arah jejeg sumbu kawat jawab mékanisme geser leuwih badag sarta ngabalukarkeun aliran palastik localized dina pita geser. Di sisi séjén, tegangan low ngabalukarkeun prosés CDT kawat lumangsung kalawan partisipasi gede tina galur elastis (nyaéta, bagian galur plastik leuwih leutik), nu ni'mat dominasi deformasi homogén. Kaayaan ieu béda-béda béda ti anu lumangsung nalika uji tegangan uniaxial.

Ogé kudu dicatet yén CDT ngaronjatkeun ciri téhnologis ngan pikeun kawat kalawan kualitas cukup, nyaéta, tanpa defects internal signifikan (pori, voids, discontinu-ities, micro-retak, kurangna continuity adhesion cukup dina wates sisikian, jsb .) hasilna tina produksi kawat ku metallurgy bubuk. Upami teu kitu, ngaronjatna paburencay tina nilai diala twists N_Tbareng jeung kanaékan jumlah pas nunjukkeun diferensiasi deepening struktur kawat dina sagala rupa bagian na (panjangna) sahingga ogé bisa ngawula ka salaku kriteria mangpaat pikeun assessing kualitas kawat komérsial. Masalah ieu bakal jadi subyek panalungtikan kahareup.

Gbr. 7 Pangaruh latihan mékanis (jumlah pas n) dina mékanis (a–c) jeung téhnologis (d) (ditetepkeun ku N_Tdina uji TT) sipat kawat tungsten; nilai beurat napel 8,5 N

5. Kacindekan

1, CDT kawat tungsten ngaronjatkeun sipat téhnologis maranéhanana, sakumaha didefinisikeun dina torsion kalawan test tegangan ku N._Tsaméméh bengkahna.

2. Peningkatan N_Tindéks ku ngeunaan 20% kahontal ku kawat subjected kana dua runtuyan CDT.

3, Gedéna tegangan kawat dina prosés CDT boga dampak signifikan dina sipat téhnologis na ditangtukeun ku nilai N._Tindéks. Nilai pangluhurna dihontal ku kawat anu ditekenan sakedik (tegangan tegangan).

4, Ngagunakeun duanana tegangan luhur sarta leuwih siklus bending multilateral kalawan shearing teu diyakinkeun sabab ngan ngakibatkeun stabilisasi nilai saméméhna ngahontal N._Tindéks.

5, Perbaikan signifikan sipat téhnologis tina kawat tungsten CDT teu dibarengan ku parobahan parameter mékanis ditangtukeun dina test tensile, confirming kapercayaan dilaksanakeun dina usability low test misalna pikeun ngantisipasi kabiasaan téhnologis kawat.

Hasil eksperimen anu dimeunangkeun nunjukkeun kasesuaian CDT kawat tungsten pikeun produksi spiral. Sacara khusus, dumasar kana metode anu dianggo pikeun ngamajukeun panjang kawat sacara berturut-turut, siklik, bending multidirectional sareng sakedik galur, nyababkeun rélaxasi tegangan internal. Ku sabab kitu, aya larangan pikeun kacenderungan kawat megatkeun salila plastik ngabentuk spirals. Hasilna, dikonfirmasi yén ngurangan jumlah runtah dina kaayaan manufaktur ngaronjatkeun efisiensi prosés produksi ku ngaleungitkeun downtime alat produksi otomatis nu, sanggeus megatkeun kawat, eureun darurat kudu "sacara manual" diaktipkeun. ku operator.