Введение к работе
Актуальность работы. Повышение качества и надежности электровакуумных приборов имеет большое значение для народного хозяйства. Лампы накаливания получили широкое применение в быту, на производстве при создании высококачественной техники и в оборонной промышленности. Основным элементом ламп накаливания являются спирали из вольфрамовой проволоки. Вьі-І сокое качество вольфрамовой проволоки должно обеспечить длительный срок эксплуатации приборов и электроламп, достижение высокой мощности в электролампах, что дает им преимущества перед другими источниками света.
В России вольфрамовую проволоку производят заводы Новосибирска, Владикавказа и Москвы. Электроламповые заводы, которые являются потребителями продукции, в том числе Томский электроламповый завод, ОАО «Лисма» г.Саранск, часто не устраивает качество вольфрамовой проволоки. Оно определяется, прежде всего, следующими параметрами: высокой пластичностью (способностью к спирализации без обрывов и расслоений), стабильностью диаметра и особой «стапельной» структурой. Поэтому некоторые электроламповые заводы часто используют дорогую, но более качественную зарубежную вольфрамовую проволоку.
Проблема совершенствования технологических процессов получения, вольфрамовой проволоки для источников света с позиции стабилизации качества выпускаемой продукции является на сегодня важной и актуальной.
В решении данной проблемы участвуют металлургические заводы, электроламповые предприятия, ведущие ВУЗы страны, научно-исследовательские организации, однако до последнего времени этот вопрос остается не достаточно изученным.
В Красноярской государственной академии цветных металлов и золота разработана технология в которой учтены недостатки предшествующих технологических процессов получения проволоки. После ее внедрения на производстве брак по выпуску продукции значительно снизился. Но проблема обеспечения высокой стабильности качества вольфрамовой проволоки осталась. Данная работа посвящена разработке, исследованию и внедрению методов, направленных на решение этой проблемы.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с госбюджетной НИ-ОКР Красноярской государственной академии цветных металлов и золота по теме «Исследование технологических процессов обработки металлов давлением с целью разработки эффективных методов производства различных изделий повышенного качества» № 01960347248 государственной регистрации.
Цель работы и задачи исследований. Целью данной работы является повышение уровня стабильности качества вольфрамовой проволоки для источников света, производимой на металлургических предприятиях, на основе апробирования новых элементов технологии и совершенствования методов контроля ее качества.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
экспериментально исследовать формирование текстуры вольфрамовой проволоки от полуфабриката до конечного продукта на всех этапах технологии ее получения;
провести анализ влияния процесса механоактивации вольфрамового порошка на структурные изменения в материале заготовки;
разработать методику количественного анализа текстур, доступную для использования при отработке технологии получения проволоки на производст-ве;
провести комплексные сравнительные исследования структуры, текстуры, механических и технологических свойств проволоки, полученной по технологическим схемам с различными суммарными степенями деформации при волочении между последними отжигами;
разработать технологическую структурно-текстурную шкалу, позволяющую управлять технологическим процессом получения проволоки и стабилизировать качество продукции.
Научная новизна. 1. Установлены количественные соотношения текстурных составляющих в проволоке из вольфрама марки ВА на каждом этапе волочения и отжига в зависимости от технологических маршрутов в интервале диаметров от 430 мкм до 154 мкм с различными суммарными степенями деформации. На основании этих соотношений разработана текстурная шкала.
-
Установлено, что для получения высококачественной проволоки с конечным диаметром (0 154 мкм, 0 120 мкм, 0 79 мкм) в ней должна быть предва-і ригельно сформирована смешанная текстура, кристаллы которой располагаются в плоскостях {110} и {001} в равном количественном соотношении между собой, а одна треть объема материала не должна иметь текстуры. Показано, что такое состояние проволоки достигается, если суммарная степень деформации между последними двумя отжигами составляет более 80%.
-
Разработана новая методика построения текстурных полюсных фигур, характеризующих количественные показатели качества проволоки, основанная на результатах кристаллогеомегрического анализа ориентированных кристаллических структур при съемке с долевых шлифов.
-
Усовершенствована методика количественного текстурного анализа, основанная на интегрировании интенсивностей текстурных максимумов полюсных фигур.
-
Установлена роль механоактивированных частиц, вводимых в качестве, добавок в вольфрамовый порошок, для получения выраженной волокнистой стапельной структуры и более совершенной текстуры. Определены оптимальные режимы механоактивации.
Практическая ценность. Даны рекомендации по качественному и количественному составу текстурных составляющих по этапам волочения проволоки от 0 430 мкм до конечного размера. Разработана текстурная шкала и инструкция по ее применению и пополнению по мере накопления фактического материала.
Усовершенствована методика качественного и количественного анализа текстур на основе съемки с продольных металлографических шлифов, что значительно сокращает трудоемкость рентгеноструктурного анализа.
Решена задача управления качеством вольфрамовой проволоки, позволяющая уменьшить брак до 10-15%, на основе изучения ее производства и применения текстурных методов анализа для характеристики состояния материала на технологических переделах.
Текстурная шкала принята к промышленному апробированию.
Предложено использование метода измерения микротвердости в качестве технологического метода контроля, обеспечивающего более полное отражение степени завершенности деформационных изменений в структуре металла.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Научные обоснования введения новых элементов управления технологическими режимами получения, качественной вольфрамовой проволоки на основе данных о формировании текстуры металла.
-
Систематические данные о текстурах в проволоке на технологических переходах и на конечном этапе ее получения.
-
Новые методики качественного и количественного текстурного анализа тонкой проволоки.
,4. Разработанная текстурная шкала.
5. Положение о роли механоактивированных частиц для получения едино-направленной кристаллографической ориентировки в проволоке.
Апробация работы. Результаты работы доложены: на городской научно-технической конференции «Достижение науки и техники развитию г. Красноярска» (г.; Красноярск, 1997 г.), на Всероссийской технической конференции «Перспективные материалы: получение и технологии обработки» (г. Красноярск, 1998 г.),'на научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Продукция Красноярья: история, настоящее и перспективы» (г. Красноярск, 1998 г.), на четвертом собрании металловедов России (г. Пенза, 1998 г.), на четвертой Всероссийской научной конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции» (г. Красноярск, 1998 г.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в шести печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, приложений, изложена на 150 страницах, включает 52 рисунка, 5 таблиц и библиографию в количестве 86 наименований.
