Способ изготовления стальной проволоки

;8) В.Бел и Л.А 9(088 тов,тирование М 9, са воло56,И ОТ Аорие о е Ьиг, точный становк содерж хе. зел 1,ана,оженныи подтор первый размо рабоче ное ус итель и вто таго бар к ств лектроконтак я 4, вспомогат рой диск 6 р л охлад абан 5рабана агр бо его Дляструнтивные звучанияующие объекя акустичесоценки качествабыли выбраны следпоказатели уровнойств проволоки: тухания звурая определяие которого сть з олжите олебан т вых время, в те лась ГОСУДДРСТВЕННЫй НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТЕИ ГННТ ССО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Зубов В,Я. Патенпрки. - МИТОМ, 1972 49Балакина В,И.Производство фортепианной проволоки, - Труды конф ренции по метизному производству, Центр бюро техн. информации, 1961 с, 154-157.(54) СПОСОБ ИЗГ ОВЛЕНИЯ СТАЛЬНО ПРОВОЛОКИ(57) Изобретен тносится к де Изобретение относится к деформационной и термической обработке с ли и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении пр волоки для струн фортепианоЦель изобретение - улучшение качества акустического звучаиия струн путем снижения величины и более рав номерного распределения остаточных напряжений в материале проволоки.На фиг, 1 показано распределение остаточных напряжений в исходном ма териале (а 1, после обработки по спо собу-прототипу (б) и по предлагаемо му способу (в); на фиг, 2 - схема установки. мационной и термической обработке стали и может быть использовано в черной металлургии при изготовлении проволоки для струн Фортепиано, Цель изобретения - улучшение качества акустического звучания струн путем снижения величины и более равномерного распределения остаточных напряжений в материале проволоки, На завершающем зтапе технологической обработки применяется специальная операция - динамическое старение холоднотянутой проволоки, Проволока, прошедшая патентирование и холодное волочение, подвергается кратковременному в течение 0,1-3,0 с отпуску прио300-500 С при одновременном воздействии растягивающей нагрузки, превышающей предел текучести и обеспечивающей достижение остаточной деформации в пределах 1-3 Х, 2 ил 1 табл,5078 интенсивность звучания снижалась на 30 дБ;величина. негармоничности колебаний, которая оценивалась по параметру К из соотношения А иК ти - 1 ф О де и отклонение фактическойчастоты и-й гармоникичот соответствующейноминальной частоты гармонического ряда, т.е, Г= Ги - Ги, параметр К опре 5 деляется как тангенс угла наклона прямой, построенной в координатах(пР - 1);степень нерегулярности негармо 1ничности колебаний бСравнение результатов субъективной оценки качества струн, выполненной музыкантами-экспертами, с количественными данными акустических испытаний показало, что уровень звучания в значительной степени определяется не столько собственно величиной негармоничности, сколько ее среднеквадратичным отклонением относительно значения, описываемого уравнением (1), Чем меньше такое отклонение, тем выше стабильность частотыколебаний струны, Поэтому за основную характеристику акустическихсвойств принята степень нерегулярности негармоничпости колебании бвыраженная через среднеквадратичноеотклонение негармоничности 40 и:1 1 и( - 1 )(2) ш - 1 где 1 У - отклонение негармоничности и-й гармоники от 45среднего значения по шгармоникам;г - коэффициент корреляциимежду негармоничностьюи квадратом номера гармоники и.Совокупный вклад укаэанных характеристик принято оценивать интегральным акустическим показателем У = Г( 5, 1, ь )Результаты выполненной субъективной экспертной оценки свидетельствуют о том, что влияние этих параметров на величину У оказывается неодинаковым и их мож 9 4но ранжировать в следующей последовательности: б , К, " При этом от 1носительный количественный вклад данных параметров в величину интегрального показателя У составляет соответственно 70,19,117. Это означает, что наиболее сильно влияющим фактором, обеспечивающим в решающей степени уровень звучания струны, является параметр б - нерегулярность негармоничности колебаний,Технология изготовления струнной проволоки по режиму, предусматривающему осуществление заключительного отпуска (старения) холоднодеформированной стали при 100-120 С в течение 1-2 мин, принята в качестве способа-прототипа. Как показывает анализ акустических свойств, обработка по указанному способу не обеспечивает высокого качества двучанияструн.Основной результат в предлагаемом способе достигается за счет применения на завершающем этапе технологической обработки специальной операции - динамического старения (отпуска) холоднотянутой проволоки, т.е. стабилизации. В этом случае проволока, прошедшая патентование и холодное волочение, подвергается кратковременному (в течение 0,1-3 с) отпускуопри 300-500 С при одновременном воздействии. растягивающей нагрузки, превышающей предел текучести и обеспечивающей достижение остаточной (пластической) деформации в пределах 1-37.,Положительное влияние предлагаемой обработки - отпуска под натяжением - обусловлено тем, что в этом случае принципиально меняется характер распределения остаточных зональных напряжений по сечению проволоки, Как показывают эксперименты, в холоднодеформированной стальной проволоке эпюра остаточных напряжений имеет сложный вид и описывается "пилообразной кривой", т.е, напряжения периодически меняются от растягивающих к сжимающим. Подобный характер распределения напряжений показан на фиг. 1 а, Таким образом, внутри проволоки возникают чередующиеся слои, разливающиеся величиной и знаком остаточных напряжений. Такое распредеразвития разупрочняющих процессов(вследствие возврата и тем болеерекристаллизапии), что привело бык недопустимому снижению прочностиструнной проволоки и ухудшению ееакустических свойств. При этой жепричине выдержка при отпуске ограничена длительностью не более 3 с,Принятые нижние границы температурно-временного интервала отпускаперед натяжением обусловлены тем,что при температурах ниже 300 С иовыдержке менее 0,1 с затрудняется20 развитие релаксации напряжений застоль короткий период, поскольку воснове этого явления лежит процесснакопления пластической деформации,развивающийся во времени,П р и м е р. Б качестве материалаиспользована сталь У 9 А следующегохимического состава, мас.7.: С 0,95;Б 1 0,28; Мп 0,31; Б 0,019; Р 0,011;Сг 0,12; И 1 0,09.Катанку диаметром30 6 мм подвергали обработке по технологической схеме, соответствующейспособу-прототипу. С этой целью патентирование осуществлялось по реожиму: аустенизация при 950 С, последующий изотермический расплад при420 С (в свинцовой ванне), а затемхолодное волочение с обжатием 707Полученная передельная проволочнаязаготовка диаметром 3,3 мм вновь40 патентировалась (аустенизация прио950 С, изотермический распад прио420 С) и деформировалась до конечного размера 1,05 мм (суммарное обжатие). Заключительный низкотемпера 45 турный отпуск в нитку в масле порежиму: 100 С - 1-2 мин (для проволоки диаметром 1,05 мм) для однойгруппы образцов был заменен по предлагаемому варианту на стабилизацию,50 представляющую собой отпуск под натяжением, обеспечивающим степень деФормации 1-Зпри 300-500 С (выдерж 1 О 15,4 са 0,1-3 с). На практике, подобная операция осуществляется на установке, приве денной на фиг. 2. Растягивающая деформация обеспечивается перематыванием проволоки на диски разного диа"метра, вращающиеся с одинаковой уг 07819 6воляет уменьшить потребные внешниеусилия на осуществление пластического сдвига, Высокотемпературный ото5пуск (выше 500 С) оказывается приемлемым из-за возможности активноголовой скоростью. При работе установки проволока 7 с подторможенного размоточного узла 1 с противонатяжением поступает на первый 2 диск рабочего барабана и образует на нем 3-4 витка, Далее проволока поступает на. электроконтактное устройство 3 для нагрева, затем на охлаждение в охладителе 4. Через вспомогательный 1 О барабан 5 проволока поступает на второй диск 6 рабочего барабана, За счет разницы диаметров первого и второго дисков происходит упруго-пластическая деформация, Второй диск 15 конструктивно совмещен с намоточным барабаном, где формируется моток готовой проволоки. Изменение скорости движения проволоки и длина нагреваемого отрезка позволяет обеспечить 20 требуемую продолжительность нагрева.Эпюры строили по величинам остаточных напряжений первого рода в проволоке, определенным рентгеновским методом по смещению положения линии (211)с относительно эталона путем постепенного электрического стравливания поверхности образца в растворе состава 84 об.НРО и 16 об.Х СгО при плотности тока 5000 А/м и температуре 20 С. Съемку проводили на дифрактометре УРС 50-ИМ в хромовом излучении. Погрешность измерений +75 МПа.Акустическим испытаниям подвергали образцы, изготовленные как по предлагаемому способу, так и по способу-прототипу.Результаты объективных акустичегких испытаний наряду с субъективными экспертными оценками и характером эпюр остаточных напряжений струнной проволоки диаметром 1,05 мм из стали У 9 А приведены в таблицеКак видно из данных таблицы, предлагаемый способ получения стальной струнной проволоки, предусматривающий в качестве заключительной технологической операции отпуск под натяжением (стабилизацию), превосходит способ-прототип по всем объективным и субъективным .акустическим параметрам, включающие важнейшие из них Я .иУ.Формула изобретенияСпособ изготовления стальной проволоки, преимущественно для струн фортепиано, включающий патентирование, холодное волочение и отпуск при заданных значениях температуры и времени выдержки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества акустического звучания струн путем снижения величины и более равномерного распределения остаточных напряжений в материале проволоки, в процессе отпуска к проволоке прикладывают нагрузку, вызывающую растягивающие напряжения выше предела текучести материала проволоки с достижением остаточной деформации ф 1,0- З,ОХ, а отпуск проводят при 300- 500 С.в течение 0,1-3,0 с.10 1 507819 Категория качества на Объективные Режим эаклкбдительной Способ основе с 10с 1 дс О операции термической обработки субъективнойэксперто 3оценки объективных акустическиххарактеристик Прото-.тип Отпуск 00 С1 минОтпуск 00 С2 минбд 24 1,77 620 0,62 Вторая 24 1,72 6 45 О 6 Вторая Вторая Вторая Предлагаемый 2570 3,85 0,67 Первая Первая 26 1,69 2,85 0,71 Первая Первая 25 1,75 3,40 0,69 Первая Первая П р и м е ч а н и е. Качество струн на основе субъективной оценки музыкантов-экспертовподразделяется на 2 категории.Качество струн го объективной оценке подразделяется такке на 2 категориидля. первой д Ъ 0631. у дабд, я 4 УЮектор С. Шекмар Заказ 5520/31 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 1 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 45 Производственно-издательский комбинат Патент , г.ужгор д, у1о л. Гагарина 1 ООтпуск 300 С, 0,1 с + деформацияОтпуск 400 С, 1 с + деформация 2 У.Отпуск 500 С, Э с + деформация ЭЖ Характерраспределения остаточныхнапряжений