Способ профилирования микропроволоки Советский патент 1986 года по МПК B21F21/00 

Изобретение относится к способам обработки армирующей микропроволоки которые создают на ее nosepxHocTJ периодический рельеф, препятствующий проскальзыванию последней отно™ сительно матрицы. Известен способ профилирования армирующего волокна,, предусматрипающий его формирование при волочении через фигурную фильеру. Этим способом получают волокно, гофрированное в поперечном направлении. За счет этого достигается более плотная укладка армир тощих волокон Однако сцепление их с матри1(ей в продольном направлении хотя и повышается, но незначительно и обусловлено только позылениек з делыгой поверхности. Кроме тэго,. пр менигие этого способа для обработки микропроволоки хотя и возможно принп;илиально, но практически трудно реллизуемо ввиду сложности изготовлени соответствую1цих фигурных микрофильер. Качество поверхности при этом не может бьзть выше чам при обычном Волочении. Наиболее близким предлагаемому способу по достиг.яемому результ ту является способ, предусматр-ИЕ аю1ЩИЙ профилирование микропроволохи в продольном направлении путем периодического ро.-гиками Которые образ пот на ней вмятинь, создавая тек самым периодический профиль, 11рофилиропание .:ропрово.1юки путем oбжиI a роликами осложн ено не о&ходимостью изготовления соотяетствующих микроскопических (1н , При обработке же прочной мккрогпзоволоки (особенно из тугоплавких материалов с прочностью 500 кг/мм и выше неизбежен быстрьм износ Гюликов, Если исходить из параметро процесса ротационной ковки вольфраMHj то времяJ необходимое для единичной операци - обжима должно сос.тавлять не менее О,, СМ с. Следовательно, чтобы обработать 1 м микрогфоволоки диаметром 50 мкм,, сделав обжим через промежутк:и 10 диаметрам придется затратить 200 Если же взять микропговолоку диа етром 10 MKMj то уже затратить 2000 Со При 3TONi будет произведено 20000 операций. Очевидно чт .такие затраты времени и изьос оборудонаиия очень высоки. Недостатко прототипа по cpaBFieHn-o с предлагаемым решением является также и более низкая чистота поверхности получаемого ияделия, Изяестно. что поверхностн1)е неоднородности гораздо опаснее вмутренних, и разрушение высокопрочных материалов обычно ня-: - нае1ся с наиболее опасной поверхностной иео,г:норол.ности, Поэтому высокоП)очиые материалы обязательно долж-Hbj иметь совершенную поверхность, 1:пи выборе армируюгч;его злемента для композиционных материа.пов часто воз-пикает противоречие. С одной сторо-н 1., желательно, чтобы поверхность его была шероховатой для лучшего сцепления со ср,7(ой, С другой же стороны, это способствует ВОЗНИК1{О - веки:к1 на его поверхности трещин, пр иво;ящих к резкомз снижеи яо проч)юсти, Поэтому к получению шероховатой пги;ерхности следует стремиться только в том случае, если другим методом обеспечить достаточное сцеплеHPie с матрицей нельзя, );ель изобретения - г:овышение проИ;в;;дит ;льности процесса и повышение качества поверхности микропрово- локи, Поставленная пел1 достигается что для плас ического деформирования исхо,11;кую загото15ку помещают ;j и,чертную среду, а затем 1:одвергащт воздействию импульса электрического тока с амплитудной выше начала 11 р о я в л п ь и я э л е к т :i о п л а с т и ч е с к о г о эффекта п дан1{ом металле и длительностью,, обеспечиваюшей расплавление приповерхностного слоя микропроволоки, , мплитуду и длительность )-шпул1 са подбирают, исходя из необходимости создания ус,повий ;;ля легкого дe:Ьopм lpoвalп я приповерхностного слоя под действием сш1 повгрхиост -о о натяжения,, )то означает, что пр-иг;омерХ -ОСТН1)1Й слой па требуемую луб -п-1у рельефа должен быть приведен п лидкое или квазижидкое состсяниз. Вс.педгтвИ :: слИь:-Э(хЪекта ток при резкОА p:-i ;-кл,п.чании идет только в 1ояр.;ом г ;-и,ове| хностяом слое мккропроволп:-:л, Если апотность тока вьяпе .pr.jiif начала проявления злектро-пла1ти-;постк в данном металле, то МО г а.лл переходдгг в квазижидкое СОc OHHue, а затем плази;ся,. Тепловая энергия, вьщеляемая в изделии (котоРЧ;Я ::тг1орциональна произведению

амплитуды на длительность) с учетом теплоотдачи, должна обеспечить расплавление требуемого слоя. Длительность должна быть достаточно мала, чтобы температура не успевала выровняться по сечению, и не расплавилась центральная часть. Указать . точные режимы обработки для всех возможных материалов затруднительно, так как они зависят от чрезвычайно большого количества факторов. Однако эксперименты на вольфраме и молибдене при длительности 0,01 с показали, что в этом случае достаточно амплитудной плотности тока 10 А/м.

Пооперационно способ осуществляется следующим образом. Обрабатываемый участок микропроволоки помещаю т между контактами (которые могут, например, представлять из себя зажимы из мягкого металла либо расплавленньй металлический контакт), находящимися в инертной среде, а затем пропускают через этот участок импульс электрического тока с соответствующими для данного материала амплитудой и длительностью.

В результате цилиндрическая форма теряет устойчивость, и на ней образуется профилирующая периодическая структура.

098124

Неустойчивость цилиндрической струи, окруженной другой жидкостью, была теоретически исследована РэПеем в Phil.Mag. (5), XXXIV, 177, 1892

5 (Papers, III, 594) On the instability of Cylindrical Fluid Surfaces. Им была получена формула, связьшающая период структуры с диаметром струи d , которая хорошо согласует10 ся с нашими экспериментами А 6,48J, Эта формула справедлива дЛя любой жидкости. Поэтому проволока из любого материала приобретает указанную структуру, если ее приповерх15 ностный слой перевести в жидкое или квазижидкое состояние.

Преимуществами спосбба являются: более высокая скорость обработки, При этом она практически не зависит

20 от длины обрабатываемого участка. (При массовом производстве в.озможна подача микропроволоки через жидкометаллические контакты);

более высокая чистота поверхности25 (14 класс). Это устраняет опасные поверхностные неоднородности и способствует повышению коррозионной

СТОЙКОСТИ;

отсутствует износ инструмента; 30 обработке становится доступной микропроволока вплоть до субмикронных диаметров.

СПОСОБ ПРОФШШРОВАНИЯ fflКРОПРОВОЛОКИ, включшощий деформирование заготовки в пластическом состоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и повышения качества поверхности микропроволоки, исходную заготовку помещают в инертную среду, а затем подвергают воздействию импульса электрического тока с амплитудой выше начала проявления электропластического эффекта в данном металле и длительностью, обеспечивающей расплавление приповерхностного слоя микропроволоки.