Институт материаловедения и металлургии, УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:

Логинов Ю. Н., докт. техн. наук, проф., эл. почта: j.n.loginov@urfu.ru

Демаков С. Л., канд. техн. наук, доцент

Илларионов А. Г., канд. техн. наук, доцент

Степанов С. И., канд. техн. наук, науч. сотр

ЗАО «СП «Катур-Инвест», Верхняя Пышма, Россия:

Копылова Т. П., технолог, Уральская горно-металлургическая компания

Целью работы является установление различий в последствиях протяжного и конвейерного видов отжига для случая термической обработки медной проволоки. Для сравнения эффекта конвейерного и протяжного отжига выполнена серия промышленных и лабораторных экспериментов с медной проволокой, полученной из катанки методом волочения. Проволоку диаметром 2 мм получали на двух предприятиях с применением волочильных станов, работающих в режиме скольжения. Степень деформации составила 2,8, относительное обжатие по площади — 94 %. Протяжной отжиг осуществляли с помощью приставки резистивного отжига, вмонтированной в линию работы волочильной машины при скорости протягивания 18 м/с. Время теплового воздействия составило 0,015 с. Во втором варианте отжиг осуществляли в конвейерной печи электросопротивления в атмосфере паров воды в течение 59 мин. Выявлено, что оба варианта характеризуются практически одинаковыми значениями временного сопротивления и относительного сужения. Временное сопротивление увеличилось по отношению к горячекатаному состоянию с 240 до 260 МПа, что можно объяснить измельчением зеренной структуры и изменением текстурного состояния. При этом предел текучести снижен со 142 до 108 МПа, т. е. на 24 %. Следующая серия экспериментов поставлена с изменением энергии, при которой проводили кратковременный протяжной отжиг, и изменением силы тока в приставке отжига машины при волочении проволоки диаметром 1,78 мм со скоростью 25 м/с. Ступенчато изменяли плотность тока отжига от 691 до 731 А/мм². После волочения проводили отбор образцов для испытаний и определяли механические свойства растяжением образцов. Функция временного сопротивления в зависимости от плотности тока имеет слабо выраженный минимум с различием максимального и минимального значений ~4 %. Значительно более выраженный минимум при плотности тока 715 А/мм² наблюдают для условного предела текучести. Максимальное значение (149 МПа) отличается от минимального (133 МПа) на 11 %. При этой же плотности тока достигнуто максимальное относительное удлинение — 38 %. Таким образом, показано, что можно достигнуть улучшения пластических свойств либо применением конвейерного отжига, либо оптимизацией плотности тока в операции протяжного отжига. По отношению к протяжному отжигу конвейерный позволяет несколько снизить временное сопротивление меди и значительно уменьшить условный предел текучести. При плотности тока 715 А/мм² достигнуты минимальные прочностные и максимальные пластические свойства.

Авторы признательны за финансовую поддержку программам развития УрФУ и поддержки ведущих университетов РФ в целях повышения их конкурентоспособности № 211 Правительства РФ № 02. А03.21.0006, а также Минобрнауки РФ в рамках выполнения госзадания УрФУ № 2014/236.

1. Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. — М. : МИСИС, 1999. — 414 с.
2. Логинов Ю. Н., Инатович Ю. В., Зуев А. Ю. Исследование контактного трения пpи непpеpывной горячей прокатке катанки из электротехнической меди // Производство проката. 2010. № 2. С. 14–19.
3. Логинов Ю. Н., Демаков С. Л., Илларионов А. Г., Иванова М. А., Романов В. А. Структура состояния медной катанки, полученной при непрерывном процессе литья – прокатки // Цветные металлы. 2013. № 8. С. 87–92.
4. Inakazu N., Kaneno Y., Inoue H. Fiber texture formation and mechanical properties in drawn fine copper wire // Materials Science Forum. 1994. Vol. 157–162. P. 715– 720.
5. Loginov Yu. N., Demakov S. L., Illarionov A. G., Popov A. A. Effect of the Strain Rate on the Properties of Electrical Copper // Russian Metallurgy (Metally). 2011. Vol. 3. P. 194–201.
6. Wright R. N. Secondary recrystallization in heavily drawn ETP copper wire // Metallurgical Transactions A. 1976. Vol. 7, Iss. 12. P. 1891–1896.
7. Demakov S. L., Loginov Yu. N., Illarionov A. G., Ivanova M. A., Karabanalov M. S. Effect of annealing temperature on the texture of copper wire // The Physics of Metals and Metallography. 2012. Vol. 113, No. 7. Р. 681– 686.
8. Baudin T., Etter A. L., Penelle R. Annealing twin formation and recrystallization study of cold-drawn copper wires from EBSD measurements // Materials Characterization. 2007. Vol. 58, Iss. 10. P. 947–952.
9. Xu Zh., Tang G., Tian Sh., He J. Research on the engineering application of multiple pulses treatment for recrystallization of fine copper wire // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 424. P. 300–306.
10. Смирягин А. П., Смирягина Н. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы. — М. : Металлургия, 1974. — 488 с.
11. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. — М. : Машиностроение, 2004. — 336 с.