Способ изготовления бериллиевой проволоки

Способ изготовления бериллиевой проволоки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕ 1 СИИХ

ОЗРВФВ

РЕСПУБЛИК !, SU.„1126349 ущ В 21 С 1/ОО

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ASVOPtNONV, СВЮВТВПьстВУ

«7ф,, с

1 р.

Я

Ю

Cb фф

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ OQOP

Г10 ДЕЛАМ,ИЗОБАТЕ П!ЙИЙ И ClfHPhfl59 (21) 3434627/22-92 (22) О8.01.82 . (463 36.11.84. Бюл. В 44 (72) Г.R. Плетенецкий, Г.С. Кошкарев .и Г.Ф» Ти инский (53) 621.778.1(688.8) (56) 1 Авторское .свидетельство СССР

Р 716713, кл, В 21 С 1/ОО, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

И 602258, кл. В 21 С 1/ОО, 1976. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕРИПЛИЕВОЙ ПРОВОЛОКИ, включающий горячее волочение бериллиевого стержня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевьм стержнем и металлической оболочкой, последую:щее. удаление оболочки и прослойки, отличающийся тем, что, с целью предотвращения обрывности проволоки -при волочении и повьппения точности и однородности свойств по длине получаемой проволоки, в качестве оболочки используют металл, проч» ность которого при температуре деформации составляет 1,15-1,25 проч,ности бериллиевого сердечника, причем объем оболочки определяют из соотношения

688

85 Ве

7 об где 68е - прочность бериллия при температуре деформации;

6 < — прочность материала оболочки при температуре деформации;

Чве — объем бернллиевого стержня, а в качестве прослойки используют мелкодисперсную керамику, составляющую 2-5Х от объема бериллиевого стержня.

1126349 2 чивает стоимость получаемой продукции.

Цель изобретения — предотвращение обрывности проволоки при волочении и .повышение точности и одно. — родности свойств по длине получаемой проволоки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу.изготовления с 10 бериллиевой проволоки, включающему горячее волочение бериллиевого стержня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевым стержнем и металлической оболочкой, 15 последующее удаление оболочки и прослойки, в качестве оболочки используют металл, прочность которого при температуре деформации составляет 1, 15-1,25 прочности бериллиево20 го сердечника, причем объем оболочки определяют из соотношения у bev оо g Se о6

Изобретение относится к волочиль ному производству В частности к по лучению бериллиевой проволоки, используемой в криогенной технике и электротехнике, Известен способ изготовления бериллиевой проволоки, включающий горячее волочение бериллиевого стерж ня в оболочке из металла, имеющего более высокие прочностные характери тики, чем бериллиевый сердечник, .с последующим удалением оболочки.

При этом процесс волочения ведут с постепенным охлаждением оболочки и инструмента до 50-100ОС а перед удалением оболочки осуществляют пов торный нагрев в течение 15-.30 мин .стержня с оболочкой до температуры не выше 600 С (1-).

Однако полученная известным способом проволока имеет неравномер ное сечение по длине, что затруд1няет ее использование в электроприборах. Способ применим для получения массивных заготовок, в которых при 25 охлаждении оболочки до 50-100 С сохраняется высокая температура бериллия, обеспечивающая его значительную вытяжку. При малых диаметрах, начиная с 0,7 мм, охлаждение оболоч- jp ки до 50-100 С мгновенно вызывает охлаждение сердечника, что приводит к хрупкому разрушению бериллиевой " проволоки.

Кроме того, имеет место загрязнение бериллия металлом оболочки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления бериллиевой проволоки, вклю-40 чающий горячее волочение бериллиево го стержня в металлической оболочке с размещением прослойки между бериллиевым стержнем и металлической оболочкой. В качестве оболочки исполь зуют пластичный металл, прочность которого ниже прочности бериллиевого стержня при температуре деформации. В качестве прослойки используют тугоплавкий металл. Известный способ > исключает загрязнение высокочистого бериллия материалом оболочки 1 2 3.

Однако способ также не обеспечивает однородного сечения по длине проволоки при малых диаметрах 55 (0,1-0,2 мм} и волочения без обрывов.

Кроме того, удаление барьерной прос- .

JIoHKH трудоемко и значительно увелигде 6бе — пРочность беРиллиЯ пРи температуре деформации;

Чбе - объем бериллиевого стержня;

6 — прочность материала обоо6 лочки при температуре деформации, а в качестве прослойки используют меж» кодисперсную керамику, составляющую 2-5Х от объема бериллиевого стержня.

Если оболочка прочнее сердечника и составляет более 1,25 от прочности бериллия (Ь og ) 1, 25 4 ee ), то во время деформации в оболочке возникают продольные трещины, которые ие позволяют получить калиброванную . проволоку без обрывов. Если оболочка прочнее сердечника и составляет менее

1,15 по отношению к прочности бериллия (Боб С1,15gе), 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 Ьоь= 1,25 8å> Чоб " 0,8 VSe

Прй значениях объема оболочки меньше указанных пределов, т.е. ме3 1126 нее 0,8 объема бериллиевого стержня прил 6/4> = 1,25 и менее 0,87 при a/ ae 1, 1 5, при волочении sos»aKaroT продольные трещины в оболочке.

Прослойка из мелкодисперсной керамики, расположенная между бериллиевым.стержнем и оболочкой, обеспечивает равномерное течение бериллия по всему,сечению проволоки, т.е, эффективна передает напряжение об- 10 жатия от оболочки к заготовке. Это исключает нарушение сплошности, образование пор. Вместе„с тем прослойка из мелкодискерсной керамики выполняет роль барьера, предотвра- 15 щающего загрязнение высокочистого бериллия материалом оболочки, что обеспечивает высокую электропроводность бериллиевой проволоки.

Нижний предел объема материала 20 прослойки, равный 2Ж от объема . бериллиевого стержня, обусловлен сохранением ее сплошности.

При объемной доле керамической прослойки менее 2Х образующиеся в ней25 разрывы приводят не только к .загряз нению высокочистаго бериллия, но и к отсутствию в этих местах равномерВ, ного течения бериллия по всему сечению проволоки, т.е. не обеспечи Зп вается точность получаемой проволоки по длине, При объемной доле керамической прослойки более 5Ж от объема бериллиевого сердечника возникают .значительные трудности равномерного ее распределения между стержнем бериллия и.оболочкой во время первых обжатий заготовки волочением что сказывает- ся на однородности сечения проволоки по длине.

Способ осуществляют следующим образом.

На чистый бериллиевый стержень наносят прослойку, например, из вы- 45 сокочистдй мелкодисперсной окиси, алюминия (размер зерна 1 мкм,, чисто. та 99,98X) и водного раствора азотнокислого алюминия марки 3PfA с плотностью 1,348 г/см, которые смеши- 50 вают в соотношении 2:1. Разложение азотнокислого алюминия производят в муфельной печи при 450-500 С. Время о нагрева составляет 5-7 мин. В резуль" тате образуется аморфная окись алю- 55 миния, равномерно распределенная между частицами кристаллической

° окиси алюминия, что способствует рав349 4 номерному перераспределению керамического слоя между бериллиевым . стержнем и оболочкой во время волочения и эффективной передаче напряжений от стальной оболочки к бериллиевому стержню.

Толщина керамического покрытия50-140.мкм, что составляет 2-5Х по отношению к объему стержня бериллия.

Бериллиевый стержень с нанесенной мелкодисперсной керамической дрослойкой затем помещают в оболочку, например, из стали Ст 20, прочность кото рой при температуре волочения . находится s пределах 1,15-1,25 прочности бериллия. При этом толщина оболочки выбирается из соотношения

V 6

6 о6 g ве об

Объем оболочки составляет, 0,93 объема бериллиевого стержня. Полученную заготовку подвергают волочению при температуре валок 380. С и о. предварительном подогреве заготовки до 580-600 С с обжатием 12-17Х за проход.

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 бсриллиевого стержня.

В качестве материала прослойки может быть использована также мелкодисперсная керамика из окислов бериллия или магния, обладающая высокой химической стойкость0 к бериллию и материалам оболочек, Как и в случае с окисью алюминия, окись бериллия или окись магния наносят из мелкодисперсных окислов бериллия или магния и водного раст,вора азотнокислых солей Be(NO>)> и

MgM0y) g соответственно.

Разложение азотнокислых соединений

Ве(0 ) и Nq(NO>)<, как в случае с

AV(80y) g, проводят 450-500 С в муфельной печи в атмосфере воздуха.

Покрытия из Ве0, М О, как и А1 0 прочно удерживаются на бериллиевам стержне и не осыпаются.

На жесткий бериллиевый стержень диаметром 5,6-5,65 мм наносят мелко-.

4 1126349 . б

Ф дисперсную керамическую прослойку - Для получения проволоки из бериллия из.окиси алюминия (размер зерна диаметром 0,5 мм волочение проводят

1. мкм,,чистота 99,98X) и водного до диаметра заготовки 0,685 мм. Обо раствора аэотнОкйслОГО алюминия лочку удаляют механическим путем марки ХЧА с плотностью 1,348 e/ñè, 5 при комнатной температуре. При этом кОторые смешивают в соотношении прослойка свободно отделяется от

° 2:1. Разложение аэотнокислого алюми- бериллневой .проволоки. иия производят в муфельной печи По длине проволоки 90 м диаметнри 450-508 С. Время прогрева сос- ром О, 5 мм равнотолщинность провотавляет 5-7 мин. Толщина керамичес- 1н поки не превышает +0,005 мм. При этом кого покрытия - 50 мкм, что составля- разнотолщинность проволоки по длине ет 2 об.X no отношению к стержню того же диаметра, полученной по спобернллин. Затем стержень с прослойкой собу-прототипу, составляет +0,05-0,1мм помещают в оболочку .из стали Ст 20 с Таким образом, предлагаемое изобнаружным диаметром 8,0 мм, толщи- 1> ретение позволяет получить бериллиеной стенки 1,0 мм, что составляет вую проволоку диаметром до 0,007 мм, ..93X от объема бериллиевого сердеч- разнотолщинность которой на порядок ника. Волочение осуществляют при меньше, чем проволоки, полученной температуре валок 380 С с предвари- по способу-прототипу, что исключает тельным подогревом заготовки до 580- о операцию дополнительной калибров600 С и обжатием за проход 12-177. ки после удаления оболочки.

В

Составитель Е. Воронкова

Редактор И. Касарда Техред N. Кузьма Корректор С. Шекмар

Заказ 8599/7 Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4