Способ изготовления бериллиевой проволоки Советский патент 1984 года по МПК B21C1/00 

Ю

О)

со

4 СО

Изобретение относится к волочильному производству, в частности к получению бериллиевой проволоки, используемой в криогенной технике и электротехнике,

Известен способ изготовления берИллиевой проволоки, включающий горячее волочение бериллиевого стержня в оболочке из металла имеющего более высокие прочностные характерис тики, чем бериллиевый сердечник, с последующим удалением оболочки. При этом процесс волочения ведут с постепенным охлаждением оболочки и инструмента до 50-100 С, а перед удалением оболочки осуществляют повторный нагрев в течение 15-30 мин .стержня с оболочкой до температуры

не вьше tlJ

Однако полученная известным способом проволока имеет неравномерное сечение по длине, что затРУД |няет ее использование в электроприборах. Способ применим для получения массивных заготовок, в которых при охлаждении оболочки до 50-100 С сохраняется высокая температура берилли)Я, обеспечивающая его значительн ю вытяжку. При малых диаметрах, начиная с 0,7 мм, охлаждение оболочки до 50-100 0 мгновенно вызывает охлаждение сердечника, что приводит к хрупкому разрушению бериллиевой проволоки.

Кроме того, имеет место загрязнёние бериллия металлом оболочки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому .эффек у к предлагаемому является способ изготовления бериллиевой проволоки, вклю чающий горячее волочение бериллиево- го стержня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевым стержнем и металлической оболочкой, В качестве оболочки используют пластичный металл, прочность которого ниже прочности бериллиевого стержня при температуре деформации, В качестве прослойки использзтют тугоплавкий металл. Известный способ исключает загрязнение выуокочистого бериллия материалом оболочки С2,

Однако способ также не обеспечивает однородного сечения по длине проволоки при малых диаметрах (0,1-0,2 мм) и волочения без обрывов Кроме того, удаление барьерной прослойки трудоемко и значительно увеличивает стоимость получаемой продукции.

Цель изобретения - предотвращение обрывности проволоки при волочении и повышение точности и однородности свойств по длине получаемой проволоки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления бериллиевой проволоки, включающему горячее волочечие бериллиевого стерж ня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевым стержнем и металлической оболочкой, последующее удаление оболочки и прослойки, в качестве оболочки используют металл, прочность которого при,температуре деформации составляет 1,15-1,25 Прочности бериллиевого сердечника, причем объем оболочки определяют из соотношения

.

.

где 6gg -прочность бериллия при температуре деформации; V0g - объем бериллиевого стер жня;

й - прочность материала оболочки при температуре деформации,

а в качестве прослойки испольэуют мелкодисперсную керамику, составляющую 2-5% от объема бериллиевого стержня.

Если оболочка прочнее сердечника и составляет более 1,25 от прочности бериллия ( 6о5 1,25 эве) so времядеформации в оболочке возникают продольные трещины, которые не позволяют получить калиброванную , проволоку без обрьшов. Если оболочка прочнее сердечника и составляет менее 1,15 по отношению к прочности бериллия ( 6р5 , то в процессе деформации в оболочке возникают поперечные трещины, приводящие к разрушению сердечника.

При выборе объемной доли оболочки по отношению к объему бериллиевого стержня после подстановки в неравенство (1) соотношений прочности материала оболочки и бериллия получают при uoS 1,25йвр, Vo67/0,8VBe; йри Ь15ё.ве, /об/0 87 /е.

При значениях объема оболочки меньше указанных пределов, т,е, менее 0,8 объема бериллиевого стержня 1,25 и менее 0,87 при 6e/4.f , при волочении возникают Ов &V 9 f продольные трещины в оболочке. Прослойка из мелкодисперсной керамики, расположенная между берил лиевым.стержнем и оболочкой, обеспечивает равномерное течение берилл по ксёму,сечению проволоки, т.е. эффективно передает напряжение обжатия от оболочки к заготовке. Это исключает нарушение сплошности, образование пор. ВместеJс тем прослой ка из мелкодисперсной керамики вьтолняет роль барьера, предотвращающего загрязнение высокочистого бериллия материалом оболочки, что обеспечивает высокую электропроводность бериллиевой проволоки. Няжнйй предел объема материала прослойки, равный 2% от объема бериллиевого стержня, обусловлен сохранением ее сплошности. При объемной доле керамической прослойки менее 2% образующиеся в н разрывы приводят не только к загряз нению высокочистого бериллия, но иг отсутствию в этих местах равномерного течения бериллия по всему сече нию проволоки, т.е. не обеспечивается точность получаемой проволоки по длине, При объемной доле керамической проЬлойки более 5% от объема бериллиевого сердечника возникают значительные трудности равномерного ее распределения между стержнем берилл и.оболочкой во время первых обжатий заготовки волочением что сказывает ся на-однородности сечения проволоки по длине. Способ осуществляют следующим образом. На чистый берйллиевый стержень наносят прослойку, например, из высокочистдй мелкодисперсной окиси алюминия (размер зерна 1 мкм, чисто та 99,98%) и водного раствора азотнокислого алюминия марки ХЧА с плот ностью 1,348 г/см, которые смешивают в соотношении 2:1. Разложение азотнокислого алюминия производят в муфельной печи при 450-500 С. Время нагрева состаЬляет 5-7 мин. В резул тате образуется аморфная окись алюМИНИН, равномерно распределенная между частицами кристаллической окиси алюминия, что способствует ра номерному перераспределению керамического слоя мезвду бершшиевым . стержнем и оболочкой во время волочения и эффективной передаче напряжений от стальной оболочки к бериллиевоМу стержню. Толщина керамического покрытия 50-140-мкм, что составляет 2-5% по отношению к объему стержня бериллия. Бериллиевый стержень с нанесенной мелкодисперсной керамической прослойкой затем помещают в оболочку, например, из стали Ст 20, прочность которой при температуре волочения находится в пределах 1,15-1,25 прочности бериллия. При этом толн(ина оболочки выбирается из соотношения ,, . об . . --. Объем оболочки составляет. 0,93 объема бериллиевого стержня. Полученнзгю заготовку подвергают волочению при температуре валок 380.С и предварительном подогреве заготовки 580-600 С с обжатием 12-17% за , пролид. После волочения оболочку удаляют, например, механическим путем. При этом прослойка свободно отделяется от бериллиевой проволоки. Как показывают испытания, в качестве материала оболочки можно использовать титан, ниобий, стали Ст 15, Ст 20, Ст 25} прочность которых при температуре волочения находится в пределах 1,15-1,25 прочности бериллиевого стержня. В качестве материала прослойки может быть использована также мелкодисперсная керамика из окислов берил магния, обладающая высокой химической стойкостью к бериллию и материалам оболочек, Как и в случае с окисью алкжиния, окись бериллия или окись магния наносят из мелкодисперсных окислов бериллия или магния и водного раствора азотнокислых.солей Be(NOj)j и )2, соответственно, Разложение азотнокислых соединений Ве(МОз)2 и ) , как в случае с А(МОз)а, проводят 450-500®С в муфельной печи в атмосфере воздуха, Покрытия из ВеО, , как и , прочно удерживаются на бериллиевом стержне и не осыпаются, На жесткий берйллиевый стержень диаметром 5,6-5,65 мм наносят мелко-. диеперсную керамическую прослойку из.окиси ашфшиия (размер зерна t мкм -чистота 99,98%) и водного раствора азотнокислого алюминия марки ХЧА. с плотностью 1,348 г/см, которые смешивают в соотношении 2:1, Р41эложение азотнокислого алюми ния 1фоизводят в муфельной печи ври 450-500®С. Времй прогрева составляет 5-7 мин. Толщина кергмического покрытия - 50 мкм, что составл ет 2 об.% по отношеншо к стержню бериллия. Затем стержень с прослойк помещают в оболочку из стали Ст 20 наружньм диш етром 8,0 мм, толщиной стенки 1,0 vat, что составляет 93% от oiB-fe a бершшиевого сердечника. Волочение осзществляют при температуре валок 380°С с предварительшлм подогревом заготовки до 580 И обжатием за проход 12-17%. 49; ,J Для ползгчения проволоки из бериллия диаметром 0,5 мм волочение проводят до диаметра заготовки 0,685 мм. лочку удаляют механическим путем при комнатной температуре. При зтом прослойка свободно отделяется от бериллие Й проволоки. По длинепроволоки 90 м диаметром 0,5 мм разиотолщинность проволоки не превышает +0,005 мм. При этом разнотолщинность проволоки по длине того же диаметра, полученной по способу-прототипу .составляет +0,05-0,1 мм Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить бериллиевую проволоку диаметром до 0,007 мм, разнотол1да«нность которой на порядок меньше, чем проволоки, полученной по способу-прототипу, что исключает операцию дополнительной калибровки после удаления оболочки.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЕРИПЛИЕВОЙ ПРОВОЛОКИ, включающий горячее волочение бериллиевого стержня в металШ1ческой оболочке с размещение прослойки между бериллиевьм етержием и металлической оболочкой, последующее, удаление оболочки и прослойки, о т л и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью предотвращения обрывности проволоки при Волочении и повышения точности и однородности свойств по длине получаемой проволоки, в качестве оболочки иопользуют металл, проч ность которого при температуре де- . формации составляет 1,15-1,25 проч1НОСТИ бериллиевого сердечника, причем объем оболочки определяют из соотношения 6„ 1ве V Be об где 6ftp - прочность бериллияпри темее пературе деформации; о.прочность материала оболочки при температуре деформации; Ве объем бериллиевого стержня, a в качестве прослойки используют мелкодисперсную керамику, составляющую 2-5% от объема бериллиевого стержня.