1. Utangulizi

Waya za Tungsten, zenye unene kutoka kadhaa hadi makumi ya mita ndogo, huundwa kwa plastiki kuwa spirals na hutumiwa kwa vyanzo vya mwanga vya incan- descent na kutoa mwanga. Utengenezaji wa waya unategemea teknolojia ya poda, yaani, unga wa tungsten unaopatikana kupitia mchakato wa kemikali unafanywa mfululizo kwa kukandamizwa, kupenyeza, na kutengeneza plastiki (kughushi na kuchora kwa rotary). Kumbuka kwamba mchakato wa kupiga waya unahitaji kusababisha mali nzuri ya plastiki na "sio juu sana" elasticity. Kwa upande mwingine, kutokana na hali ya unyonyaji wa spirals, na juu ya yote, upinzani unaohitajika wa juu-creep, waya za recrystallized hazifai kwa uzalishaji, hasa ikiwa zina muundo wa coarse- grained.

Kurekebisha mali ya mitambo na plastiki ya vifaa vya me-tallic, haswa, kupunguza kazi ngumu ya kufanya kazi kwa bidii bila matibabu ya anneal inawezekana kwa kutumia mafunzo ya me-chanical. Utaratibu huu unajumuisha kuweka chuma kwa uharibifu unaorudiwa, unaobadilishana, na wa chini wa plastiki. Madhara ya unyumbulisho wa mzunguko kwenye sifa za mitambo ya metali yameandikwa, miongoni mwa mengine, katika karatasi ya Bochniak na Mosor [1], humu kwa kutumia vipande vya shaba vya CuSn 6.5%. Ilionyeshwa kuwa mafunzo ya mitambo husababisha kulainisha kazi.
Kwa bahati mbaya, vigezo vya kiufundi vya waya za tungsten zilizoamuliwa katika majaribio rahisi ya mvutano wa uniaxial hazitoshi sana kutabiri tabia zao katika mchakato wa uzalishaji wa ond. Waya hizi, licha ya sifa zinazofanana za mitambo, mara nyingi huonyeshwa kwa urahisi tofauti wa vilima. Kwa hiyo, wakati wa kutathmini sifa za kiteknolojia za waya wa tungsten, matokeo ya vipimo vifuatavyo yanazingatiwa kuwa ya kuaminika zaidi: vilima vya waya vya msingi, msokoto wa moja kwa moja, ukandamizaji wa kisu, bend-na-stretch, au ukanda wa kugeuza [2] . Hivi majuzi, jaribio jipya la kiteknolojia lilipendekezwa [3], ambapo waya hupigwa kwa wakati mmoja na mvutano (mtihani wa TT), na hali ya mkazo - kwa maoni ya waandishi - iko karibu na ile inayotokea katika mchakato wa uzalishaji. ya fila-ments. Zaidi ya hayo, matokeo ya vipimo vya TT vilivyofanywa kwenye waya za tung-sten zilizo na kipenyo tofauti zimeonyesha uwezo wake wa kutarajia tabia zao za baadaye wakati wa michakato ya kiteknolojia [4, 5].

Madhumuni ya kazi iliyowasilishwa hapa ni kujibu swali la kama, na kama, ni kwa kiwango gani matumizi ya matibabu ya uharibifu wa baiskeli (CDT) kwenye waya wa tungsten kwa kupiga mara kwa mara pande nyingi kwa njia ya kukata manyoya [6], inaweza kurekebisha mitambo yake na kiteknolojia. mali muhimu.

Kwa ujumla, deformation ya mzunguko wa metali (kwa mfano, kwa mvutano na mgandamizo au kupinda pande mbili) inaweza kuambatana na michakato miwili tofauti ya kimuundo. Ya kwanza ni tabia kwa deformation na amplitudes ndogo na

inahusisha kinachojulikana kama matukio ya uchovu, na kusababisha chuma kilichoimarishwa kwa nguvu-ngumu kugeuka kuwa kilicholainika kabla ya uharibifu wake kutokea [7].

Mchakato wa pili, unaotawala wakati wa deformation na amplitudes ya juu-strain, hutoa heterogenization kali ya bendi za plastiki zinazozalisha shear. Kwa hiyo, kuna mgawanyiko mkubwa wa muundo wa chuma, hasa, uundaji wa nafaka za ukubwa wa nano, hivyo, ongezeko kubwa la mali zake za mitambo kwa gharama ya kazi. Athari kama hiyo hupatikana kwa mfano, uboreshaji unaorudiwa unaoendelea na njia ya kunyoosha iliyotengenezwa na Huang et al. [8], ambayo inajumuisha nyingi, mbadala, za kupitisha (kuviringika) za vipande kati ya "zilizolengwa" na safu laini, au kwa njia ya kisasa zaidi, ambayo ni njia ya kuendelea kuinama chini ya mvutano [9], ambapo mstari ulionyoshwa. imechanganyika kutokana na msogeo unaoweza kugeuzwa pamoja na urefu wake wa safu zinazozunguka. Bila shaka, mgawanyiko mkubwa wa nafaka pia unaweza kupatikana wakati wa deformation ya monotonic na shida kubwa, kwa kutumia kinachojulikana kama mbinu za Uharibifu Mkali wa Plastiki, hasa, mbinu za Equal Channel Angular Extrusion [10] mara nyingi kukidhi masharti ya rahisi. shear ya chuma. Kwa bahati mbaya, hutumiwa hasa kwa kiwango cha maabara na haiwezekani kitaalam

kuzitumia kupata mali maalum ya mitambo ya vipande au waya ndefu.

Majaribio mengine pia yamefanywa ili kutathmini ushawishi wa ubadilishaji wa shear unaotumiwa na kasoro ndogo za kitengo juu ya uwezo wa kuamsha hali ya uchovu. Matokeo ya tafiti za majaribio zilizofanywa [11] kwenye vipande vya shaba na kobalti kwa unyumbufu na ukataji zilithibitisha nadharia iliyo hapo juu. Ingawa mnyumbuliko na njia ya kukata manyoya ni rahisi sana kutumika kwa sehemu bapa za chuma, utumiaji wa waya wa moja kwa moja hauleti maana, kwa sababu, kwa ufafanuzi, hauhakikishi kupata muundo wa usawa, na kwa hivyo sifa zinazofanana kwenye mduara (wenye radius inayoelekezwa kiholela) ya waya. Kwa sababu hii, karatasi hii hutumia mbinu mpya iliyoundwa na asili ya CDT iliyoundwa kwa waya nyembamba, kulingana na kupinda kwa pande nyingi kwa ukataji wa manyoya.

Mtini. 1 Mpango wa mchakato wa mafunzo ya mitambo ya waya:1 waya wa tungsten,2 coil kwa waya ili kufungua,3 mfumo wa sita mzunguko hufa,4 coil ya vilima,5 kuvunja uzito, na6 breki (silinda ya chuma yenye mkanda wa shaba ya bati kuizunguka)

2. Jaribio

CDT ya waya ya tungsten yenye kipenyo cha 200 μm ilifanywa kwenye kifaa cha majaribio kilichojengwa mahususi ambacho mpango wake umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Waya isiyo na kipenyo (1) kutoka kwa koili.

(2) yenye kipenyo cha mm 100, ilianzishwa katika mfumo wa dies sita (3), na mashimo ya kipenyo sawa na waya, ambayo ni fasta katika nyumba ya kawaida na mzunguko kuzunguka mhimili kwa kasi ya 1,350 rev/ min. Baada ya kupita kwenye kifaa, waya iliwekwa tena kwenye coil (4) na kipenyo cha mm 100 kinachozunguka kwa kasi ya 115 rev / min. Vigezo vinavyotumika huamua kasi ya mstari wa waya inayohusiana na dies zinazozunguka ni 26.8 mm/rev.

Muundo unaofaa wa mfumo wa kufa ulimaanisha kuwa kila kufa kwa sekunde huzunguka kwa njia isiyo ya kawaida (Mchoro 2), na kila kipande cha waya kinachopita kwenye vioo vinavyozunguka kiliwekwa chini ya kupiga mara kwa mara kwa pande nyingi kwa kukata manyoya kwa kupigwa pasi kwenye ukingo wa uso wa ndani wa maiti.

Mtini. 2 Mpangilio wa kimkakati wa kufa kwa mzunguko (ulio na lebo ya nambari3 katika Kielelezo 1)

Mtini. 3 Mfumo wa kufa: mtazamo wa jumla; b sehemu za msingi:1 centric hufa,2 eccentric hufa,3 pete za spacer

Waya isiyo na waya ilikuwa chini ya ushawishi wa dhiki ya awali kwa sababu ya utumiaji wa mvutano, ambayo sio tu inailinda kutokana na kuingizwa, lakini pia huamua ushiriki wa pande zote wa kupiga na kukata deformation. Hii iliwezekana kufikia shukrani kwa breki iliyowekwa kwenye coil kwa namna ya ukanda wa shaba wa bati uliosisitizwa na uzito (ulioteuliwa kama 5 na 6 kwenye Mchoro 1). Mchoro wa 3 unaonyesha kuonekana kwa mafunzo ya kifaa wakati wa kukunjwa, na kila moja ya vipengele vyake. Mafunzo ya waya yalifanywa kwa uzani mbili tofauti:

4.7 na 8.5 N, hadi nne hupitia seti ya kufa. Mkazo wa axial ulifikia mtawalia hadi MPa 150 na 270.

Jaribio la waya (katika hali ya awali na mafunzo) lilifanywa kwenye mashine ya kupima ya Zwick Roell. Urefu wa kipimo cha sampuli ulikuwa 100 mm na kiwango cha mkazo wa shinikizo kilikuwa

8×10⁻³ s⁻¹. Katika kila kisa, hatua moja ya kipimo (kwa kila moja

ya lahaja) inawakilisha angalau sampuli tano.

Mtihani wa TT ulifanyika kwenye kifaa maalum ambacho mpango wake umeonyeshwa kwenye Mchoro 4 uliowasilishwa mapema na Bochniak et al. (2010). Katikati ya waya ya tungsten (1) yenye urefu wa m 1 iliwekwa kwenye samaki (2), na kisha miisho yake, baada ya kupita kwenye safu za mwongozo (3), na kuweka uzani (4) wa 10 N kila moja; zilizuiliwa kwenye clamp (5). Mwendo wa mzunguko wa kukamata (2) ulisababisha vipande viwili vya waya vilivyopinda

(walijiinua wenyewe), na ncha zisizobadilika za sampuli iliyojaribiwa, ilifanywa na ongezeko la taratibu la mikazo ya mkazo.

Matokeo ya mtihani yalikuwa idadi ya mizunguko (N_T) inahitajika kupasua waya na kwa kawaida ilitokea mbele ya tangle iliyoundwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5. Angalau majaribio kumi kwa kila lahaja yalifanyika. Baada ya mafunzo, waya ulikuwa na umbo la wavy kidogo. Inapaswa kusisitizwa kuwa kulingana na karatasi za Bochniak na Pieła (2007) [4] na Filipek (2010)

[5] Jaribio la TT ni njia rahisi, ya haraka, na ya bei nafuu ya kuamua sifa za kiteknolojia za waya zinazokusudiwa kuzungushwa.

Kielelezo cha 4 Mpango wa jaribio la TT:1 waya iliyojaribiwa,2 kukamata kuzungushwa na motor ya umeme, pamoja na kifaa cha kurekodi cha twist,3 miongozo ya mwongozo,4uzito,5 taya zinazobana ncha za waya

3. Matokeo

Athari ya mvutano wa awali na idadi ya kupita katika mchakato wa CDT juu ya mali ya waya za tungsten zinaonyeshwa kwenye Mtini. 6 na 7. Mtawanyiko mkubwa wa vigezo vya mitambo vilivyopatikana vya waya vinaonyesha kiwango cha inhomogeneity ya nyenzo zilizopatikana kwa teknolojia ya poda, na kwa hiyo, uchambuzi uliofanywa unazingatia mwenendo wa mabadiliko ya mali zilizojaribiwa na si kwa maadili yao kabisa.

Waya za tungsten za kibiashara zina sifa ya wastani wa thamani za mkazo wa mavuno (YS) sawa na MPa 2,026, nguvu ya mwisho ya mkazo (UTS) ya MPa 2,294, urefu wa jumla wa

A≈2.6% na N_Tas much as 28. Bila kujali

ukubwa wa mvutano uliowekwa, matokeo ya CDT ni ndogo tu

kupungua kwa UTS (isiyozidi 3 % kwa waya baada ya kupita nne), na YS naA kubaki kiasi katika kiwango sawa (Mchoro 6a-c na 7a-c).

Mchoro 5 Mtazamo wa waya wa tungsten baada ya fracture katika mtihani wa TT

Mtini. 6 Athari ya mafunzo ya mitambo (idadi ya pasi n) kwenye mitambo (a–c) na kiteknolojia (d) (imefafanuliwa na N_Tkatika mtihani wa TT) mali ya waya ya tungsten; thamani ya uzani wa 4.7 N

CDT daima husababisha ongezeko kubwa la idadi ya waya wa kusokotwa N_T. Hasa, kwa njia mbili za kwanza, N_Thufikia zaidi ya 34 kwa mvutano wa 4.7 N na karibu 33 kwa mvutano wa 8.5 N. Hii inawakilisha ongezeko la takriban 20% kuhusiana na waya wa kibiashara. Utumiaji wa idadi kubwa ya pasi husababisha ongezeko zaidi la N_Ttu katika kesi ya mafunzo chini ya mvutano wa 4.7 N. Waya baada ya kupita nne inaonyesha ukubwa wa wastani wa N._Tzaidi ya 37, ambayo, ikilinganishwa na waya katika hali ya awali, inawakilisha ongezeko la zaidi ya 30%. Mafunzo zaidi ya waya katika mvutano wa juu hayatabadilisha tena ukubwa wa N iliyopatikana hapo awali._Tmaadili (Mchoro 6d na 7d).

4. Uchambuzi

Matokeo yaliyopatikana yanaonyesha kuwa njia inayotumiwa kwa CDT ya waya ya tungsten haibadilishi vigezo vyake vya kiufundi vilivyoamuliwa katika majaribio ya mvutano (kulikuwa na kupungua kidogo tu kwa nguvu ya mwisho ya mkazo), lakini iliongezeka sana.

mali ya kiteknolojia inakusudia uzalishaji wa spirals; hii inawakilishwa na idadi ya mizunguko katika jaribio la TT. Hii inathibitisha matokeo ya tafiti za awali za Bochniak na Pieła (2007)

[4] kuhusu ukosefu wa muunganiko wa matokeo ya mtihani wa mvutano na tabia inayozingatiwa ya waya katika mchakato wa uzalishaji wa ond.

Mmenyuko wa waya za tungsten kwenye mchakato wa CDT inategemea sana mvutano uliowekwa. Kwa nguvu ya chini ya mvutano, mtu huona ukuaji wa kimfano katika idadi ya twist na idadi ya kupita, wakati utumiaji wa maadili makubwa ya mvutano husababisha (tayari baada ya kupita mbili) kufikia hali ya kueneza na utulivu wa kiteknolojia uliopatikana hapo awali. mali (Mchoro 6d na 7d).

Mwitikio wa aina mbalimbali wa waya wa tungsten unasisitiza ukweli kwamba ukubwa wa mvutano huamua mabadiliko ya kiasi cha hali ya dhiki na hali ya ulemavu wa nyenzo na kwa sababu hiyo tabia yake ya elastic-plastiki. Kutumia mvutano wa juu wakati wa mchakato wa kupiga plastiki katika kupitisha waya kati ya kufa kwa kufuatana vibaya husababisha radius ndogo ya kupinda waya; kwa hiyo, matatizo ya plastiki katika mwelekeo perpendicular kwa mhimili wa waya unaohusika na utaratibu wa shear ni kubwa na husababisha mtiririko wa plastiki wa ndani katika bendi za kukata. Kwa upande mwingine, mvutano mdogo husababisha mchakato wa CDT wa waya ufanyike kwa ushiriki mkubwa wa shida ya elastic (yaani, sehemu ya plastiki ni ndogo), ambayo inapendelea utawala wa deformation ya homo-geneous. Hali hizi ni tofauti kabisa na zile zinazotokea wakati wa jaribio la mvutano wa uniaxial.

Ikumbukwe pia kwamba CDT inaboresha sifa za kiteknolojia tu kwa waya zenye ubora wa kutosha, yaani, zisizo na kasoro kubwa za ndani (pores, voids, discontinu-ities, micro-nyufa, ukosefu wa kuendelea kushikamana kwa mipaka ya nafaka, nk. ) inayotokana na utengenezaji wa waya kwa madini ya poda. Vinginevyo, mtawanyiko unaoongezeka wa thamani iliyopatikana ya twists N_Tpamoja na ongezeko la idadi ya pasi zinaonyesha utofautishaji wa kina wa muundo wa waya katika sehemu zake mbalimbali (kwa urefu) hivyo inaweza pia kutumika kama kigezo muhimu cha kutathmini ubora wa waya wa kibiashara. Matatizo haya yatakuwa mada ya uchunguzi ujao.

Mtini. 7 Athari ya mafunzo ya mitambo (idadi ya pasi n) kwenye mitambo (a–c) na kiteknolojia (d) (imefafanuliwa na N_Tkatika mtihani wa TT) mali ya waya ya tungsten; thamani ya uzani wa 8.5 N

5. Hitimisho

1, CDT ya waya za tungsten inaboresha tabia zao za kiteknolojia, kama inavyofafanuliwa katika torsion na mtihani wa mvutano na N._Tkabla ya kupasuka.

2, Kuongezeka kwa N_Tindex kwa karibu 20% inafikiwa na waya chini ya safu mbili za CDT.

3, ukubwa wa mvutano wa waya katika mchakato wa CDT una athari kubwa kwa tabia yake ya kiteknolojia iliyofafanuliwa na thamani ya N._Tindex. Thamani yake ya juu ilifikiwa na waya iliyokuwa na mvutano mdogo (mkazo wa mvutano).

4, Utumiaji wa mvutano wa juu na mizunguko zaidi ya kujipinda kwa pande nyingi kwa kukata nywele sio haki kwa sababu husababisha tu kuleta utulivu wa thamani iliyofikiwa hapo awali ya N._Tindex.

5, Uboreshaji mkubwa wa sifa za kiteknolojia za waya za tungsten za CDT haziambatani na mabadiliko ya vigezo vya mitambo vilivyoamuliwa katika mtihani wa mvutano, kuthibitisha imani iliyohifadhiwa katika utumiaji wa chini wa mtihani kama huo kutarajia tabia ya kiteknolojia ya waya.

Matokeo ya majaribio yaliyopatikana yanaonyesha ufaafu wa CDT ya waya wa tungsten kwa ajili ya utengenezaji wa ond. Kwa kiasi- ular, kwa kuzingatia njia inayotumiwa kuendeleza urefu wa waya mfululizo, kuinama kwa mizunguko mingi na yenye mkazo kidogo, husababisha utulivu wa mikazo ya ndani. Kwa sababu hii, kuna kizuizi kwa tabia ya kuvunja waya wakati wa kutengeneza plastiki ya spirals. Kama matokeo, ilithibitishwa kuwa kupunguza kiasi cha taka chini ya hali ya utengenezaji huongeza ufanisi wa mchakato wa uzalishaji kwa kuondoa vifaa vya uzalishaji wa kiotomatiki, ambapo baada ya kuvunjika kwa waya, kituo cha dharura lazima kianzishwe "kwa mikono". na mwendeshaji.