75 / 108
EuroWire –
май
2011
г.
73
Техническая статья
Получены полезные результаты, однако
исследований мер предупреждения
обрывов проволоки и вопросов влияния
включений и поверхностных дефектов
на процесс волочения проволоки
проведено немного 1, 4.
В настоящем исследовании изучены
причины обрывов тянутой проволоки
различных
диаметров.
Изучение
проволоки
с
поверхностными
дефектами и включениями проводилось
на основе экспериментальных данных
и с использованием метода конечных
элементов (МКЭ) с целью определения,
приводят ли поверхностные дефекты
и включения к обрывам проволоки
или сохраняются как таковые при
многократном волочении.
2. Виды обрывов
проволоки при
волочении
В последнее время за счет снижения
степени ликвации и уменьшения
количества включений в катанке и
проволоке благодаря эффективной
очистке металла, а также за счет
усовершенствования режима волочения
обрывы проволоки при волочении
возникают существенно реже. Однако,
с уменьшением диаметра проволоки
частота возникновения обрывов в
процессе волочения возрастает.
Обрывность проволоки обусловлена
несколькими причинами (см. рис.
1). Два вида обрывов обусловлены
наличием включений. Один вид
обрывов возникает при наличии
включений на поверхности разрыва,
а другой, так называемый обрыв
типа «чаша», возникает при наличии
следов криволинейных включений, в
то время как собственно включения
отсутствуют.
Два
вида
обрывов
обусловлены
инородными
частицами,
которые
вносятся во время технологических
процессов, отличных от процесса
литья. Один вид именуется обрывом
вследствие загрязнения, при котором
инородные частицы находятся на
поверхности разрыва, а другой –
обрывом типа «конус», при котором
инородные
частицы
отсутствуют.
Кроме того, считается, что причиной
обрывов типа «гусиные лапки» являются
поверхностные дефекты, а обрывы от
растягивающих напряжений возникают
под действием усилия, превышающего
прочность проволоки 5.
Проведено изучение различных видов
обрывов проволоки, возникающих при
волочении золотой проволоки для
термокомпрессионной сварки. На рис.
2 представлены данные о частотности
возникновения каждого вида обрывов
проволоки, при этом диаметры тянутой
проволоки разбиты на три группы: 100-
350 мкм, 50-99 мкм и 20-49 мкм 4.
На рис. 1 и рис. 2 показано, что
причинами обрывности проволоки
являются поверхностные дефекты,
инородные частицы и избыточное
напряжение волочения, возникающее
вследствие заклинивания проволоки
в канале волоки. Однако во многих
случаях
причинами
обрывности
проволоки диаметром меньше 50 мкм,
предположительно, служат включения
в проволоке, образующиеся в процессе
литья 5.
С учетом вышесказанногоможно сделать
вывод о том, что для обеспечения
стойкости проволоки к обрывам
при волочении она не должна иметь
поверхностных дефектов, а размер и
количество любых включений должны
быть как можно меньше.
Безразмерное напряжение волочения
Безразмерная длина волочения
Частотность
▲
▲
Рис. 4.
Частотность обрывов проволоки в зависимости от величины Di/ Do
D
i
/D
o
Отсутств
▲
▲
Рис. 3.
Изменение напряжения волочения при прохождении включения через канал волоки (анализ
методом конечных элементов (обжатие за один проход R/P=10 %))