Способ изготовления профилированной ленты из проволоки

(5) В 21 Г 2 Й АНИЕ БРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ,Ф ем металла и уча расположенный не чагом деформации и. 1, о тли ыи о локи ируемпровнно гСпй сосуасан орм средток ств еред об а о щ и фаз нача по -бойпульину м тока.Способ 1 ся т ичаюсть п тль что длитевыбирают мебойков с про Щ 11 ей вре окой и ьсов ток контакта и мени форм( =Т-г,олебании боико ремени началаия проволоки бемый из уравне621 В,-со 5291 в) фаз де Т ажи оиками,ия7 н редел О 1, Ф г) -Оы, ч где )/ йпротяжки леа колебаний скоро амили в бойко колеба аст оиков; М - угол заход 11-. аг- момент вр осадки ме 4. Способ по п. щ и й с я тем, ч пульсов электриче тельно начала кас локи определяетсяс 5(иемени конца фазы талла бойками.1, о тличаю то сдвиг фазы Ч имского тока относиания бойками ировоиз выражения +2ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Минский радиотехнический инсти тут(56) 1. Патент Великобритании 1( 1539857, кл. В 21 Г 21/00, 1979.2. Авторское свидетельство СССР)1 ф 580043, кл, В 21 Г 21/00, 1977.3. Копьев А.В. и др. Стан для плющения тончайшей пружинной ленты извольфрама с использованием ультразву.ка и электропластического эффекта.Сб. Пластическая деформация легкихи специальных сплавов. Вып. 1, М.,"Металлургия", 1978, с. 292-294.4. Авторское свидетельство СССРФ 547274, кл, В 21 Г 21/00, 1977.(54)(57) 1, СПОСОБ ИЗГОТОРЛЕНИЯ ПРО-ФИЛИРОВАННОЙ 3 ЕНТЫ ИЗ ПРОВОЛОКИ,включающий операции плющения проволоки бойками, синфаэно колеблющимися с.ультразвуковой частотой, и нагрева проволоки путем пропускания импульсов электрического тока, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества профилированнойленты, выбирают частоту следования импульсов тока равной частоте колебаний бойков, осуществляют сдвиг фазс запаздыванием частоты колебанийбойка относиТельно частоты импульсов тока и пропускают ток через детем, что запаздыван ествляют относительно я байками проволоки н зности времени касани олоки и длительности11639 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления лент преимущественно профилированных из тугоплавких и других труднообрабатываемых металлов и сплавов, широко применяемых в электровакуумной технике и приборостроении.Известен способ изготовления ленты, по которому проволока деформиру ется в вакууме двумя бойками, колеблющимися с ультразвуковой частотой. При этом проволока предваритель. но нагревается в вакууме с помощью косвенных источников нагрева (лампы 15 инфракрасного излучения, электропечи и т,д.) до температуры начала рекристаллизации металла Г 13 .Недостаток данного способа - невы. сокая скорость плющения (производительность), обусловленная необходимостью применения для высокотемпературного нагрева движущейся с большой скоростью проволоки нагревателей большой мощности с большой протяженностью зон нагрева. Кроме того, при входе тонкой проволоки в очаг деформации происходит ее быстрое охлаждение сравнительно массивными и холодными деформирующими бойками, что создает значительный градиент температур, вследствие которого в получаемой ленте могут возникать остаточные напряжения и дефекты в виде микротрещин. 35Известен способ изготовления ленты из вольфрама, согласно которому перед ультразвуковым плющением проволоку подвергают электролитическому травлению и нагреву непрерывным 4 О прямым пропусканием постоянного тоОка до 1200-1300 С, а деформацию проволоки ведут со степенью обжатия не более 403 за проход ЫНедостатком этого способа является то, что источник тока постоянно йодключен к проволоке и бойкам как в фазе ссаживания металла проволоки, так и во время отрыва активного бойка от металла, Это вызывает 50 неизбежное искрениеи электрическую эрозию поверхности ленты и деформирующих поверхностей бойКов, что приводит к появлению на поверхности ле ты и бойков раковин, местных оплавле ний металла, переносу и налипанию деформируемого металла на бойки, т.е приводит к ухудшению качества поверх 51 2ности ленты и износу рабочего инструмента.Кроме того, для получения большой плотности тока, разогревающего деформируемый металл в непрерывном режиме, необходимы мощные источники постоянного тока, что приводит к большой энергоемкости способа.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, согласно которому деформирование проволоки осуществляется комбинированно - вначале бойком, колеблющимся с ультразвуковои частотой, и пассивным бойком (отражателем), а затем двумя валками. При этом через валки и отражатель пропускается импульсный электрический ток амплитудной плотностью 10 А/мм с частотой повторения импульсов 5-10 кГц. Частота колебаний активного бойка при этом составляет 19 кГц .33 и 141,Недостаток известного .способа - отличие частоты колебаний деформирующего бойка от частоты следования импульсов тока. Поэтому импульсы тока большой величины подаются на проволоку через пассивный боек как в фазе осаживания металла проволоки активным бойком, так и при разрыве контакта между бойками. Это приводит к сильному искрению и значительной электрической эрозии поверхности ленты и деформирующих поверхностей . бойков, т.е. вызывает появление на поверхности ленты и бойков раковин, местных оплавлений металла, перенос и налипание деформируемого металла на бойки, т.е, резко снижается ка-. чество поверхности бойков и получаемой ленты.Кроме того, существенный недостаток этого способа состоит в том, что в первый очаг деформации, образованный ультразвуковыми бойками, обрабатываемый металл поступает в холодном состоянии, поскольку импульсный электрический ток пропускают только между валками и пассивным ультразвуковым инструментом-отражателем. В результате металл имеет высокое сопротивление деформации и склонность к трещинообразованию.Указанные недостатки будут в еще большей степени проявляться при плющении профилированных лент, так как в этом случае большему электроэрозионному разрушению будут подвергаться выступающие поверхности профиля,1163951 х 10 1 Па. Через проволоку пропускаютимпульсный ток амплитудой 1,2 А,обеспечивающий нагрев проволоки пеоред плющением до 1100-1400 С. Длительность импульсов тока 11 10 с,сдвиг по фазе относительно колебаний бойкой 38 10 с.Плющение проводят при скорости протяжки лент,равной 0,2 м/с,В результате обработки по указанным режимам получена лента треугольного сечения, На ее боковых граняхи на ребрах треугольного .сечения отсутствуют следы эрозионного разруИ щения, раковины, трещины и расслоения. Боковые грани имеют шероховатость, соответствующую 10 классу(1 п = 0,12 мкм). Лента имеет следующие механические свойства: предел20 прочности= 2400 МПа, относительное удлинение Е = 4,57, среднеедавление в очаге деформации прово-"локи 580 МПа.П р и м е р 2. Вольфрамовую про 25 волоку ф 0,35 мм плющат в Т-образный профиль с размером плоской частипрофиля 0,4 мм высотойи ширинойвыступа на середине плоской части0,2 мм. Режимы плющения следующие;-гстепень вакуума 6,65 1 О Па, амплитуда ультразвуковых колебаниИ бойков6 мкм, частота колебаний 30,0 кГц,скорость протяжки ленты 0,36 м/с,амплитуда импульсов тока, пропускаемого через проволоку, 2 А, длитель 35ность импульсов 4 10 с, частота сле-адования импульсов 30,0 кГц, сдвиг пофазе относительно колебаний бойков28.10 с.40В результате обработки по указанным режимам получена лента Т-образного профиля, которая имеет высокоекачество обработанных поверхностей( 1 с = 0,14 мкм), на поверхности отсутствуют раковины, вырывы металла,4трещины и расслоенйя. Лента имеетследующие механические свойства:61, = 2800 МПа, Е = 3,87. Среднеедавление в очаге деформации проволоки 760 МПа. мент времени можно определить из равенства2 М 11зю Я 1=3, (4 )5 Имеем Нф ос агС 1 п -2 т 1 291 11 (5)Момент повторной встречи металла с бойкамии начало фазы осадки2металла можно определить, если сравнить расстояние, на которое поднич мается относительно бойка переднии край деформируемой поверхности движущейся ленты, с расстоянием, на которое перемещается боек вдоль оси в течение промежутка времени ь 11 г,.11 р М 1.й= ,1 (С 05 Сд 1- С 06 И 2) . фаза деформирования металла бойкамизаканчивается в момент времени 1ь= Т + 1 . При этом металл деформируется в режиме осадки до смены фазыколебаний, т,е, в промежутке времени т= Т происходит разгрузка металла от действующего усилия и приС = 1происходит разрыв контакта металла с бойками. Поэтому наиболееоптимальные условия с точки зрения устранения искрения и эрозии поверхностей ленты и бойков обеспечиваются при длительности импульса тока,равном времени деформирования металла в режиме ссаживания, т.е,и при сдвиге фазы импульсов тока относительно ультразвуковых колебанийбойков, равном 1 +в , т.е, с задержкой времени начала подачи импульса тока относительно начала фазы осадки на время -- что необходимо2 для установления полного контакта металла с бойками.П р и м е р 1. Вольфрамовую проволоку марки ВАГ ф Оф 22 мм плющат в треугольный профиль с размером боковых граней 0,88 мм на установке . горячего ультразвукового плющения в вакууме. Амплитуда ультразвуковых колебаний бойков 8 мкм при частоте колебаний 21,7 кГц, степень вакуума в рабочей камере установки 1,33Таким образом, использование предложенного способа позволяет полностью исключить электрическую эрозию поверхности ленты, локальные оплавленияметалла, перенос и налипание деформируемого металла на бойки, уменьшитьизнос бойков, При этом в лентах отсутствуют трещины, расслоения и поверхностные Дефекты.. Подписноитета СССР и открытии ушская наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 з 4129/8 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москв