Файл: Колпашников, А. И. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами.pdf

ются волочение с подогревом и волочение в металличе­ ской оболочке (чаще всего в 'никелевой).

М/аксималь'ная пластичность у бериллия при темпера­ туре 427°С, волочение осуществляют обычно при темпе­ ратурах 480—40'0°;С. В указанном интервале пластич­ ность бериллия находится примерно на уровне малоугле­ родистых сталей.

При волочении бериллиевой' проволоки ,в никелевой оболочке толщина последней составляет около. 3,5—4% от общего диаметра заготовки с оболочкой. Например, при волочении бериллиевого прутка диаметром 9,525 мм его (после предварительной очистки контактирующих поверхностей) вводят в полость никелевой трубки с тол­ щиной стенки 0,381 мм.

Заготовку перед волочением подвергают восстанови­ тельному отжигу при температурах 790—805°С с выдер­ жкой 0,5— 1,0 ч. Во время отжига заготовки покрывают асбестовым покрывалом. Свойства заготовок после от­ жига приведены в табл. 32.

Таблица 32

Заготовку очищают от окалины, отличающейся вы­ сокой плотностью, в расплаве сидридной соли NaH при температуре 480°С в течение 30—90 мин с последующей промывкой в воде или слабом растворе серной кислоты. Затем заготовку можно подвергать травлению в раство­ ре смеси фтористоводородной и азотной кислот (по

20% ) .

(Проволочная заготовка с трудом подвергается обычному острению, и предпочтительно эту операцию осуществлять химическим стравливанием в концентриро­ ванном растворе фтористоводородной кислоты.

В качестве волочильных смазок используют: раствор коллоидального графита в воде, раствор коллоидально­ го графита в масле, графитовый порошок с добавкой ди-

103

сульфида молибдена, графитовый порошок с добавкой дисульфида молибдена и связки из фенольной смолы.

Волочение .высокопрочной бериллиевой проволоки производят с применением твердосплавных волок с уг­ лом волочения 6°. Волоки подогревают до ЗБО—375°С.

Деформацию ведут на цепном стане с тянущим уси­ лием ^ 3 тс со скоростью 0,3—3 м/мин до диаметра 1,85 мм, затем на однократном ‘барабанном стане до ди-

Рис. 42. Схема стана для волочения бериллиевой проволоки. Направление волочения показано стрел­ кой (71]:

шарниром; 8 — суппорт

аметра 0,51 мм. Барабанный стан для производства бе­ риллиевой проволоки требует значительных изменений—

104

ж иг)— 3,02—2,63—2,06 (отжиг) — 1,98—1,71—1,48 (от­ жиг) — 1,285—1,11—0,965 (отжиг) — 0,836—0,724—0,627 (отжиг)— 0,5436 (возобновление оболочки)— 0,47— 0,409 (отжиг) — 0,353—0,307—0,267 мм.

(Волочение ведут с единичными обжатиями 12—35%. После превышения суммарного обжатия 85% единичные обжатия должны быть примерно равны 12%. С этими об­ жатиями производят волочение до диаметра 0,1 мм*.

Скорость волочения бериллиевой проволоки превы­

Отжиг для восстановления пластичности производят при более высоких температурах (787,7—815,5°С), но с меньшей выдержкой (30 мин).

Главным путем увеличения прочности тонкой берил­ лиевой проволоки является снижение температуры де­ формации до 260°С. После волочения при указанной тем­ пературе бериллиевая проволока характеризуется следу­ ющими свойствами (табл. 33).

можно будет получать тонкую бериллиевую проволоку с пределом прочности 1(582 М(Н/м2 (158,2 кгс/мм2).

Для удаления оболочки проволоку электролитически обрабатывают в двунормальном растворе BNO,3 с не­ большой добавкой КС1. Обработку ведут при плотности тока 3 А/см2 в течение 8 с [74].

Оболочка на проволоке имеет неравномерную толщи­ ну, поэтому после ее удаления необходимо сглаживание

* Пат. (США), кл. 72—286, № 3349597, 1967.

105

бериллиевой проволоки. Сглаживание калибровочной протяжкой может приводить к растрескиванию малопластичной проволоки, поэтому его производят химиче­ ским способом с применением ультразвука при темпера­ турах 22—38°С.

Составы растворов для сглаживания следующие:

1) 25% фосфорной кислоты+7% серной кисло­

ной воды.

Удаление оболочки и отлаживание поверхности бериллиавой проволоки повышают ее предел текучести на

50—140МН/м2 (5—14 кгс/мм2 [72].

При производстве бериллиевой проволоки специально для армирования металлов и сплавов нет необходимости удалять оболочку. В этом случае в качестве материала оболочки удобно использовать тот металл, который со­ ответствует матричному материалу или сплаву на его основе, либо материал, облегчающий соединение (как подслой) бериллия и матричного материала.

Проволока из вольфрама и молибдена

Проволочные волокна малых сечений являются отлич­ ными упрочнителямн жаропрочных материалов вследст­ вие высокого предела прочности и модуля упругости их при различных температурах (рис. 44) и в результате различных вариантов обработки (рис. 45). Армированные материалы медь — вольфрам и никелевые сплавы — воль­

106

о вольфрам добавок рения либо молибдена (~ 5 % ) позволяет дополнительно повысить механические свойства вольфрамовой проволоки [76]. Сплав вольфра­ ма с 5% рения ВАР-5 более прочен, чем вольфрам, и сплав вольфрама с 5% молибдена BAM-i5 в деформиро-

| 2 5 0 0 (150)

^£2000(100)

ванном состоянии, но после отжига при темшературах 1100—1500°С уступает этим материалам. Сплав ВАР-5 имеет наиболее стабильную прочность в широком темпе­ ратурном интервале и после отжига при различных тем­ пературах. После отжига при температуре 1500РС и вы­ держки при температуре 1200°С в течение 4—100 ч пре­ дел, прочности вольфрамовой проволоки не изменяется. Контакт вольфрама с никелем при 800°С вызывает рез­ кое охрупчивание проволоки, а при 1200°С приводит к заметному росту зерен на поверхности проволоки и их ос­ лаблению.

В работе [77] исследовано влияние различных леги­ рующих добавок на способность вольфрамовой тонкой проволоки диаметром 0,113—1,72 мм упрочнять различ­ ные матричные материалы. Наилучшими среди многочи­ сленных исследованных составов являются вольфрам без каких-либо добавок, сплавы вольфрама с рением (5— 26%) сплав вольфрама с 0,6% ниобия, сплав вольфрама с 0,5% титана, а также вольфрам + 0,6—3,0% окиси то­ рия.

Технологическая -схема получения вольфрамовой -про­ волоки включает следующие основные стадии:

107