74 / 108
EuroWire –
май
2011
г.
72
Техническая статья
Анализ дефектов
поверхности тянутой
проволоки и обрывов
проволоки
Казунари Йошида, Тецуо Шинохара, Цутому Ямашита и Ацухиро Танака (Токайский университет, Япония)
Аннотация
На основе данных экспериментальных
исследований и анализа методом
конечных элементов (МКЭ) в настоящей
работе рассматривается вопрос о том,
развиваются или удаляются трещины
на поверхности катанки в процессе
волочения. В ходе наблюдений при
проведении многократного волочения
получены данные о реологическом
поведении материала V-образных,
криволинейных и подковообразных
поперечных трещин. Авторами уточнены
условия удаления таких поперечных
трещин для обеспечения качества
поверхности, аналогичного качеству
поверхности на участках, не имеющих
трещин.
1. Введение
Проволока и катанка, получаемые в
процессе волочения, имеют диаметр
в диапазоне от порядка 10 мкм до
100 мм. Вне зависимости от диаметра
проволоки обрывность при волочении
непосредственным образом влияет на
эффективность производства. К тому
же, дефекты на поверхности проволоки
зачастую становятся причиной обрывов
из-за усталости материала и приводят
к ухудшению прочностных свойств
и снижению товарной стоимости
продукции. Вот почему поверхностные
дефекты являются наиболее частым
предметом претензий со стороны
потребителей. Кроме того, в последнее
время появились заказы на проволоку
меньшего диаметра и большей длины
дляиспользованияв качествепроволоки
для термокомпрессионной сварки в
полупроводниковой промышленности
и при производстве медицинских
приборов. Таким образом, проблемы
обрывности проволоки и поверхностных
дефектов требуют незамедлительного
решения.
Целым
рядом
исследователей
проведены работы по изучению
вопросов оптимизации формы матрицы
для уменьшения силы волочения, мер
по
предотвращению
образования
внутренних трещин в проволоке
(вследствие
появления
дефектов
в виде центральных разрывов или
образования пустот), подбора смазки
с оптимальными свойствами, мер для
снижения остаточных напряжений и т. д.
Обрыв из-за включений
Обрыв вследствие загрязнения
Обрыв типа «конус»
Обрыв типа «чаша»
Обрыв типа «гусиные лапки»
Обрыв от растягивающих напряжений
▼
▼
Рис. 2.
Процентное соотношение факторов возникновения обрывов в процессе волочения
ультратонкой золотой проволоки
Обрыв из-за
включений
Обрыв типа «чаша»
Обрыв вследствие
загрязнения
Обрыв типа «конус»
Обрыв типа
«гусиные лапки»
Обрыв от
растягивающих
напряжений
Прочие обрывы
▼
▼
Рис. 1.
Виды обрывов проволоки