Способ волочения проволоки с наложением ультразвуковых колебаний

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ВОЛОЧЕНИЯ ПРОВОЛОКИ С НАЛОЖЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Клубович Владимир Владимирович Царенко Юрий Валентинович Бобров Виктор Петрович Телепнев Сергей Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Способ волочения проволоки, включающий последовательное протягивание заготовки через ряд волок и изгиб заготовки между волоками и тянущим устройством с радиусом кривизны от 4 до 8,5 диаметра калибрующего канала волоки, отличающийся тем, что в месте изгиба на проволоку воздействуют ультразвуковыми колебаниями с амплитудой механических напряжений от 0,1 до 0,2 предела текучести проволоки перед изгибом. Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к волочильному производству. Известен способ волочения проволоки, включающий последовательное протягивание заготовки через волоки и изгиб заготовки между волоками и тянущим устройством с определенным радиусом кривизны 1. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. Недостатком известного способа является высокая обрывность при волочении, невысокие степени деформации. 9737 1 2007.10.30 Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение обрывности проволоки и повышение степени ее деформации. Способ позволит осуществлять волочение проволоки из труднодеформируемых материалов. Указанная задача решается за счет того, что в способе волочения проволоки, включающем последовательное протягивание заготовки и изгиб между волокой и тянущим устройством, дополнительно в месте изгиба на проволоку воздействуют ультразвуковыми колебаниями с амплитудой механических напряжений от 0,1 до 0,2 предела текучести проволоки перед изгибом. Воздействие ультразвуковых колебаний на проволоку в месте ее изгиба на ролике приводит к снижению напряжения пластического течения материала, что способствует дополнительной вытяжке проволоки, снижает ее обрывность. Способ осуществляется следующим образом. Проволоку после обжатия в волоке подвергают изгибу по кривой с радиусом кривизны в пределах (48,5), где- диаметр калибрующего канала волоки. За счет изгиба по такому радиусу кривизны проволока получает дополнительную вытяжку. Ультразвуковые колебания возбуждают в волоке,через которую протягивают проволоку, благодаря чему достигается передача энергии ультразвука в проволоку. Изгибающий ролик располагают в пучности ультразвуковых напряжений, т.е. на расстоянии, равном /4, где- длина ультразвуковой волны в материале проволоки. За счет наложения ультразвуковых колебаний, с одной стороны, происходит снижение усилия волочения в волоке, а с другой, снижается напряжение пластического течения металла при деформации на волоке. Выбор определенного интервала амплитуд знакопеременных напряжений(0,10,2)0,2 обусловлен следующими факторами. При амплитудах знакопеременных напряжений менее 0,20,2 интенсивность ультразвуковых колебаний мала и заметного снижения усилия деформации проволоки не наблюдается. Ультразвуковые колебания с амплитудой напряжений выше значений 0,20,2 вызывают значительное разупрочнение деформируемой проволоки, а также существенный ее нагрев. Это приводит к росту обрывности проволоки, а также колебаниям диаметра проволоки по ее длине. Схема реализации данного способа представлена на фигуре. Устройство включает волоки 1, расположенные между тянущими барабанами 2, после волоки размещен ролик 3, обеспечивающий изгиб по радиусу (48,5), где- диаметр калибрующего канала волоки. Волоки 1 расположены в пучности смещений концентратора 4, соединенного с магнитострикционным преобразователем 5. Изгибающий ролик 3 расположен от волоки 1 на расстоянии, равном /4 1, где- длина ультразвуковой волны в материале проволоки. Примеры конкретного осуществления способа. Пример 1 (прототип). Волочение проволоки из стали 35 диаметром 2 мм с изгибом между волокой 1,9 мм и волокой 1,65 мм. Радиус изгиба проволоки на ролике составлял 5, где- диаметр калибрующего канала волоки (в данном случае около 10 мм). Усилие волочения на первой волоке составляло 600 Н, а на второй - 850 Н. Наблюдались частые обрывы проволоки,неравномерность диаметра проволоки по длине составляла около 5 . Пример 2 (предлагаемый способ). Волочение проволоки из стали 35 диаметром 2 мм с изгибом между волокой 1,9 мм и волокой 1,65 мм. Источником ультразвуковых колебаний служил магнитострикционный преобразователь ПМС 15 А-18, питаемый генератором УЗГ 2-4 М. Частота ультразвуковых колебаний составляла 18,3 кГц. Радиус изгиба проволоки на ролике составлял 5, гдедиаметр калибрующего канала волоки (в данном случае около 10 мм). Амплитуда знакопеременных напряжений в проволоке составляла 0,10,2 (60 МПа). Усилие волочения на первой волоке составляло 470 Н, а на второй - 600 Н. Расстояние между волокой и роли 2 9737 1 2007.10.30 ком составляло 1/4 . Обрывов проволоки при волочении не наблюдалось. Неравномерность диаметра проволоки по длине не превышала 0,5 . Пример 3. Волочение проволоки из стали 35 диаметром 2 мм с изгибом между волокой 1,9 мм и волокой 1,65 мм. Источником ультразвуковых колебаний служил магнитострикционный преобразователь ПМС 15 А-18, питаемый генератором УЗГ 2-4 М. Частота ультразвуковых колебаний составляла 18,3 кГц. Радиус изгиба проволоки на ролике составлял 5, гдедиаметр калибрующего канала волоки (в данном случае около 10 мм). Амплитуда знакопеременных напряжений в проволоке составляла 0,20,2 (120 МПа). Усилие волочения на первой волоке составляло 350 Н, а на второй - 500 Н. Расстояние между волокой и роликом составляло 1/4 . Обрывов проволоки при волочении не наблюдалось. Неравномерность диаметра проволоки по длине не превышала 0,5 . Пример 4. Волочение проволоки из стали 35 диаметром 2 мм с изгибом между волокой 1,9 мм и волокой 1,65 мм. Источником ультразвуковых колебаний служил магнитострикционный преобразователь ПМС 15 А-18, питаемый генератором УЗГ 2-4 М. Частота ультразвуковых колебаний составляла 18,3 кГц. Радиус изгиба проволоки на ролике составлял 5, гдедиаметр калибрующего канала волоки (в данном случае около 10 мм). Амплитуда знакопеременных напряжений в проволоке составляла 0,80,2 (48 МПа). Усилие волочения на первой волоке составляло 700 Н, а на второй - 650 Н. Расстояние между волокой и роликом составляло 1/4 . Обрывов проволоки при волочении практически не наблюдалось. Неравномерность диаметра проволоки по длине не превышала 1,5 . Пример 5. Волочение проволоки из стали 35 диаметром 2 мм с изгибом между волокой 1,9 мм и волокой 1,65 мм. Источником ультразвуковых колебаний служил магнитострикционный преобразователь ПМС 15 А-18, питаемый генератором УЗГ 2-4 М. Частота ультразвуковых колебаний составляла 18,3 кГц. Радиус изгиба проволоки на ролике составлял 5, гдедиаметр калибрующего канала волоки (в данном случае около 10 мм). Амплитуда знакопеременных напряжений в проволоке составляла 0,250,2 (150 МПа). Усилие волочения на первой волоке составляло 350 Н, а на второй - 350 Н. Расстояние между волокой и роликом составляло 1/4 . Наблюдались частые обрывы проволоки. Неравномерность диаметра проволоки по длине составляла около 3 . Таким образом, из приведенных примеров конкретной реализации способа видно, что режим ультразвукового воздействия с амплитудой механических напряжений Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3