Спосіб отримання високоміцного мідного дроту зі зниженим рівнем електроопору

Спосіб виготовлення високоміцного мідного дроту зі зниженим рівнем електроопору, що включає деформацію катанки за рахунок прикладання сили, яка тягне, через дві розташовані послідовно конічні волоки з одночасним обертанням однієї (другої) з волок, який відрізняється тим, що до поєднання деформацій волочіння і крутіння проводять волочіння заготівки без крутіння з сумарним обтисненням 40-60 %, а перед виходом готового профілю здійснюють додаткову деформацію за допомогою третьої і четвертої конічних волок, розташованих послідовно за двома попередніми, в умовах одночасного обертання з другою волокою четвертої волоки, проте, в протилежному щодо неї напрямку, де кількість обертів, яку здійснюють друга і четверта волоки, чисельно рівні, а сумарний ступінь деформації волочіння з крутінням ( ) Корисна модель відноситься до області металургії виробництва мідного дроту, а також до області електротехнічної промисловості для виробництва провідників, кабелів, контактів та інших споруд і приладів Рівень техніки Відомий спосіб виготовлення мідного дроту, який включає східчастий відпал спочатку при 600°С (від +10 до -20°) протягом 1±0,2 ч, потім при 400°С (від +10 до -20°С) протягом 1±0,2 ч, холодне волочіння зі ступенем деформації 55-65% і остаточний відпал при 350 – 400°С з подальшим охолоджуванням у воді [авторське свідоцтво СРСР №569650 кл. C22F1/08, 1977]. Недоліком відомого способу є те, що, досягши загального зростання електропровідності і характеристик міцності, відбувається зниження пластичних властивостей матеріалу дроту. Крім цього, відомий спосіб потребує великих економічних витрат за рахунок здійснення проміжного східчастого відпалу прутків при 600°С протягом 1 ч зі зниженням температури до 400°С і вторинної витримки при даній температурі за той же час, а також остаточного відпалу при 350-400°С. Відомий спосіб отримання ультрадрібнозернистих напівфабрикатів волочінням зі зсувом, що включає деформацію металу за рахунок прикла дання сили, яка тягне, через дві розташовані послідовно конічні волоки з одночасним обертанням однієї з волок, відмінний тим, що обертанням волоки забезпечують додаткову деформацію зсувом за допомогою заданого відносно вісі обертання ексцентриситету, утвореного конусним каналом волок [авторське свідоцтво RU (11) 2347633 (13) С1 кл. В21С1/00 (2006.01), 2009]. Цей спосіб є найближчим до того, що заявляється, і тому обраний як прототип. Ознакою, загальною для прототипу і способу виготовлення дроту, що заявляється, є деформація металу за рахунок прикладання сили, що тягне, через дві розташовані послідовно конічні волоки з одночасним обертанням однієї з волок. Недоліками прототипу є те, що при комбінованій схемі волочіння з крутінням передбачено обертання при крутінні лише в одному напрямку. Даний чинник призводить до того, що в результаті реалізації відомого способу одночасно зі зростанням характеристик міцності зростає електроопір, а також відбувається зниження пластичних властивостей матеріалу дроту і зниження інтенсифікації ведення процесу волочіння [Вплив комбінованої пластичної деформації крутінням та розтягуванням на зміну структури міді / О.Г. Пашинська, В.В. Пашинський, А.С. Домарева та ін. // Металознавс (19) UA (11) 54471 (13) U знаходиться в межах 100-135 %. 3 54471 тво та обробка металів. - 2003. - №4. - C.44-50]. Суть способу, що заявляється В основу корисної моделі поставлена задача такого удосконалення способу, яке дозволило б при зростанні характеристик міцності одночасно досягти високих показників пластичності і електропровідності мідного дроту в стані поставки, а також інтенсифікувати ведення процесу волочіння. Поставлена у корисній моделі задача розв'язується за рахунок установки розташованих послідовно за першими двома конічними волоками, одна з яких (друга) обертається, додаткових третьої нерухомої і четвертої, що обертається в протилежну сторону, волок. При цьому, четверта волока повинна обертатися в напрямку протилежному напрямку обертання другої волоки, що дозволить суміщати деформації волочіння і крутіння зі зміною напрямку обертання на протилежне. Кількість обертів в одному напрямку повинна кількісно відповідати кількості обертів при зміні напрямку обертання на протилежне (тобто N1=N2). Оптимальне значення сумарного ступеня деформації при волочінні з одночасним крутінням в протилежних напрямках (яке дозволяє отримати разом з високими властивостями міцності і високі пластичні властивості, а також високу електропровідність) знаходиться в межах 100 - 135% n d , де n - сумарна кількість обертів, d ( l діаметр дроту, l – довжина зони деформації). Новими ознаками способу є те, що: 1) процес поєднання деформацій волочіння і крутіння супроводжується зміною напрямку обертання на протилежне за рахунок установки розташованих послідовно за першою (нерухомою) і другою (що обертається) третьої нерухомої волоки і четвертої волоки, що обертається в напрямку протилежному обертанню другої волоки; 2) кількість обертів, яку здійснює друга волока в одному напрямку, кількісно відповідає кількості обертів, яку здійснює четверта волока при зміні напрямку обертання на протилежне (тобто N1=N2); 3) сумарний ступінь деформації при волочінні з одночасним крутінням зі зміною напрямку обертання на протилежне знаходиться в межах 100135%; 4) до поєднання деформацій волочіння і крутіння проводиться волочіння заготівки (круглої катанки) без крутіння з сумарним обтисненням 4060%. Завдяки новим ознакам у способі виготовлення мідного дроту, що заявляється, досягаються Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 4 наступні переваги: 1) матеріал дроту здатний витримати в 2 рази більші деформації до руйнування в порівнянні із станом після волочіння з крутінням в одному напрямку (якщо при крутінні в одному напрямку гранична деформація складає 158%, то при крутінні в обидві сторони зі ступенем деформації 340% знеміцнення не протікає); 2) забезпечення можливості прикладання більш високих ступенів деформації в способі, що заявляється, в порівнянні зі схемою деформування, що передбачає волочіння з крутінням тільки в одному напрямку, зумовлює отримання більш високих значень характеристик міцності; 3) спільно з високими характеристиками міцності дріт володіє високими пластичними властивостями і електропровідністю, чисельно перевищуючими значення відповідних показників після волочіння з крутінням тільки в одному напрямку. Спосіб, що заявляється, здійснюють таким чином: патентовану заготовку протягують через чотири розташовані послідовно конічні волоки з сумарним обтисненням 40-60%, перед виходом готового профілю додатково протягують чотири проходи з одночасним обертанням в протилежних напрямках другої і четвертої волок (при цьому, N1=N2) із ступенем деформації 100-135%. Приклад 1. Заготовку - круглу катанку з міді марки М1 діаметром 6,5 мм протягують через чотири розташовані послідовно конічні волоки з сумарним обтисненням 60%. Маршрут традиційного волочіння наступний: 6,5→6,0→5,1→4,55→3,8→ →3,2→2,75→2,54. Швидкість волочіння - 1 м/сек. Потім проводять волочіння по маршруту: 2,54→2,44→2,2→1,96 в умовах обертання в протилежних напрямках волок (для Ø2,44 і Ø1,96), при цьому, кількість обертів при крутінні в одному напрямку чисельно рівна кількості обертів в протилежному напрямку і рівна 25 оборотам ( 135%). Волоки на Ø2,54 і Ø2,2 залишаються нерухомими. В результаті величина питомого електричного опору дроту склала 2,237-10-8 Ом м, межі міцності - 316 Н/мм2, відносного звуження - 72%, тоді як дані характеристики дроту, деформованого з 81% (де N1=25 обертів ≠ N2=5 обертів) - 2,12910-8Ом м, 269 Н/мм2 і 68% відповідно, а дроту, деформованого волочінням з крутінням без додаткового крутіння в протилежному напрямку (по схемі прототипу, де N1=25 обертів, а N2=0 обертів), 2,3-10-8Ом м, 272 Н/мм2 і 62% відповідно. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601