Способ изготовления бериллиевой проволоки

21 АВ ТВУ точнои и длине получ ве оболочки ность котор формации са,ности бериллчем объем о соотношения тв по качест. , проч" е де- проч, при- иэ днородности свойс емой проволоки, в используют металл го при температур тавляет 1,15-1,25 иевого сердечника олочки определяют де ве тержня,уют УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОСОРДЕЛАМ,ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОУИ(56) 1, Авторское .свидетельство СССР Р 716713, кл, В 21 С 1/ОО, 1977.2, Авторское свидетельство СССРВ 602258, кл, В 21 С 1/ОО, 197 б.(54)(57) ,СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕРИПЛИЕВОВ ПРОВОЛОКИ, включающий горячее волочение бериллиевого стержня в металлической оболочке с равмещением прослойки между бериллиевьм стержнем и металлической оболочкой, последую:щее, удаление оболочки и прослойки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения обрьаности проволоки при волочении и повьвения Ве Чеб6 Веобпрочность бериллияпри температуре деформации;Ь- прочность материала оболоч.ки при температуре деформации;ЧВе - объем бериллиевого с а в качестве прослойки использ мелкодисперсную керамику, составляющую 2-5 Х от объема бериллиевого стержня.1126349 2чивает стоимость получаемой продукции.Цель изобретения - предотвращение обрывности проволоки при волочении и .повышение точности и одно. -родности свойств по длине получаемойпроволоки.Указанная цель достигается тем,что согласно способу.изготовления с 1 О бериллиевой проволоки, включающемугорячее волочение бериллиевого стержня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевымстержнем и металлической оболочкой,5 последующее удаление оболочки и прослойки, в качестве оболочки используют металл, прочность которогопри температуре деформации составляет 1, 15-1,25 прочности бериллиево 2 О го сердечника, причем объем оболочки определяют из соотношения у Ве об 6 ЬЕ ф обИзобретение относится к волочильному производству, в частности к получению бериллиевой проволоки,используемой в криогенной технике иэлектротехнике,Известен способ изготовлениябериллиевой проволоки, включающийгорячее волочение бериллиевого стержня в оболочке из металла, имеющегоболее высокие прочностные характеритики, чем бериллиевый сердечник,.с последующим удалением оболочки.При этом процесс волочения ведут спостепенным охлаждением оболочкии инструмента до 50-100 оС, а передудалением оболочки осуществляют повторный нагрев в течение 15-.30 мин.стержня с оболочкой до температурыне выше 600 С 1 1.1.Однако полученная известнымспособом проволока имеет неравномерное сечение по длине, что затрудняет ее использование в электроприбо"рах. Способ применим для получениямассивных заготовок, в которых при 25охлаждении оболочки до 50-100 С сохраняется высокая температура бериллия, обеспечивающая его значительную вытяжку. При малых диаметрах,начиная с 0,7 мм, охлаждение оболоч- ЗОки до 50-100 С мгновенно вызываетохлаждение сердечника, что приводитк хрупкому разрушению бериллиевойпроволоки.Кроме того, имеет место загрязнение бериллия металлом оболочки.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является способ изготовления бериллиевой проволоки, вклюОчающий горячее волочение бериллиевого стержня в металлической оболочкес размещением прослойки между бериллиевым стержнем и металлической оболочкой. В качестве оболочки используют пластичный металл, прочностькоторого ниже прочности бериллиеваго стержня при температуре деформации. В качестве прослойки используюттугоплавкий металл. Известный способисключает загрязнение высокочистогобериллия материалом оболочки 1.2 3. Однако способ также не обеспечивает однородного сечения по длине проволоки при малых диаметрах 55 (0,1-0,2 мм) и волочения без обрывов. Кроме того, удаление барьерной прос- . лойки трудоемко и значительно увелигде 6 б -прочность бериллия притемпературе деформации;Чбе - объем бериллиевого стержня;6 - прочность материала обоо 6лочки при температуредеформации,а в качестве прослойки используют мелкодисперсную керамику, составляющую 2-57 от объема бериллиевогостержня.Если оболочка прочнее сердечника и составляет более 1,25 от прочностибериллия ( Ьоб)1,25 4 зе), то вовремядеформации в оболочке возникают продольные трещины, которыеие позволяют получить калиброванную,проволоку без обрывов. Если оболочкапрочнее сердечника и составляет менее1,15 по отношению к прочности бериллия ( Боб С 1,154 ), то в процесседеформации в оболочке возникают поперечные трещины, приводящие к разрушению сердечника.При выборе объемной доли оболочки по отношению к объему бериллиевогостержня после подстановки в неравенство (1) соотношений прочности материала оболочки и бериллия получают:при Ьоб= 1,25 бве, Чод 0,8 ЧЬе 1Прй значениях объема оболочкименьше указанных пределов, т.е, ме31126нее 0,8 объема бериллиевого стержняприл 6/4 = 1,25 и менее 0,87 при4/Ьве 1,15, при волочении возникаютпродольные трещины в оболочке.Прослойка из мелкодисперснойкерамики, расположенная между бериллиевым,стержнем и оболочкой, обеспечивает равномерное течение бериллияпо всему,сечению проволоки, т.е,эффективно передает напряжение обжатия от оболочки к заготовке. Этоисключает нарушение сплошности, образование пор. Вместес тем прослойка из мелкодискерсной керамикивыполняет роль барьера, предотвращающего загрязнение высокочистогобериллия материалом оболочки, чтообеспечивает высокую электропроводность бериллиевой проволоки.Нижний предел объема материала 20прослойки, равный 2 Ж от объема. бериллиевого стержня, обусловленсохранением ее сплошности.При объемной доле керамическойпрослойки менее 2 Х образующиеся в ней 25разрывыприводят не только к загрязнению высокочистого бериллия, но и котсутствию в этих местах равномер 1,ного течения бериллия по всему сечению проволоки, т.е, не обеспечи Зпвается точность получаемой проволоки по длине,При объемной доле керамическойпрослойки более 5 Х от объема бериллиевого сердечника возникают .значительные трудности равномерного еераспределения между стержнем бериллияи.оболочкой во время первых обжатийзаготовки волочением, что сказывает-ся на однородности сечения проволоки по длине.Способ осуществляют следующимобразом. На чистый бериллиевый стержень наносят прослойку, например, из вы сомочистдй мелкодисперсной окиси , алюминия (размер зерна 1 мкм чисто" та 99,983) и водного раствора азотнокислого алюминия марки ХЧА е плотностью 1,348 г/см, которые смеши вают в соотношении 2;1. Разложение азотнокислого алюминия производят в муфельной печи при 450-500 С. Времяо нагрева составляет 5-7 мин, В резуль" тате образуется аморфная окись алю миния, равномерно распределенная между частицами кристаллическойокиси алюминия, что способствует рав 349 4номерному перераспределению керамического слоя между бериллиевым .стержнем и оболочкой во время волочения и эффективной передаче напряжений от стальной оболочки к бериллиевому стержню.Толщина керамического покрытия 50-140 мкм, что составляет 2-57 поотношению к объему стержня бериллия./Бериллиевый стержень с нанесенноймелкодисперсной керамической дрослойкой затем помещают в оболочку, например, из стали Ст 20, прочность кото рой при температуре волочения .находится в пределах 1,15-1,25 прочности бериллия. При этом толщинаоболочки выбирается из соотношенияМ 6 Ч6о 6веоб.Объем оболочки составляет, 0,93объема бериллиевого стержня. Полученную заготовку подвергают волочению при температуре валок 380.С ио.предварительном подогреве заготовкидо 580-600 С с обжатием 12-172 запроход.После волочения оболочку удаляют,например, механическим путем. Приэтом прослойка свободно отделяетсяот бериллиевой проволоки,Как показывают испытания, в ка"честве материала оболочки можноиспользовать титан, ниобий,. сталиСт 15, Ст 20, Ст 25, прочность которых при температуре волочениянаходится в пределах 1, 15-1,25 прочности бсриллиевого стержня.В качестве материала прослойкиможет быть использована также мелкодисперсная керамика из окислов бериллия или магния, обладающая высокойхимической стойкостью к бериллиюи материалам оболочек,Как и в случае с окисью алюминия,окись бериллия или окись магниянаносят из мелкодисперсных окисловбериллия или магния и водного раст,вора азотнокислых солей Ве(ЙОз) и ИКО) . соответственно.Разложение азотнокислых соединенийВе(ИО) и И(й 05), как в случае с А 9(ЙОз), проводят 450-500 фС в муфельной печи в атмосфере воздуха.Покрытия из ВеО, МО, как и А 10 прочно удерживаются на бериллиевом стержне и не осыпаются,На жесткий бериллиевый стержень диаметром 5,6-5,65 мм наносят мелко-.1126349 бФ дисперсную керамическую прослойку , Для получения проволоки из бериллия из окиси алюминия (размер зерна диаметром 0,5 мм волочение проводят Ф мкичистота 99,983) и водного до диаметра заготовки О,685 мм. Обо- раствора аэотнокислого алюминия лочку удаляют механическим путем марки ХЧА с плотностью 1,348 г/сиф, 5 при комнатной температуре. При этом крторые смешивают в соотношении прослойка свободно отделяется от2 ф 1. Разложение аэотнокислого алюми- бериллиевой .проволоки. иия производят в иуельной печи По длине проволоки 90 м диаметпри 450-50 ОфС. Время прогрева сос- ром О, 5 мм разнотолщинность провотавляет 5-7 мин. Толщина керамичес ф аоки не превышает +0,005 ми. При этом кого покрытия - 50 мкм, что составля- разнотолщинность проволоки по длине ет 2 обЛ по отношению к стержню того же диаметра, полученной по спобериллия. Затем стержень с прослойкой собу-прототипу,составляет +0,05-0,1 им помещают в оболочку .из стали Ст 20 с Таким образои, предлагаемое изобиаружным диаметром 8,0 ми, толщи" 15 ретение позволяет получить бериллиеной стенки 1,0 ми, что составляет вую проволоку диаиетрои до 0,007 ми, . 933 от объема бериллиевого сердеч- разнотолщинность которой на порядок ника, Волочение осуществляют при меньше, чем проволоки, полученной температуре валок 380"С с предвари- по способу-нрототипу, что исключает тельным подогревом заготовки до 580- М операцию дополнительной калибров С и обжатием за проход 12-17 Х. ки после удаления оболочки.Составитель Е. ВоронковаРедактор И. Касарда Техред М. Кузьма Корректор С. ШекиарЗаказ 8599/7 Тираж 794 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4