Attaining a record level of copper-wire properties by using SPD methods

Abstract

A new approach is proposed to control the processes of plastic deformation of materials by the methods of severe plastic deformation (SPD). High strength and plasticity have been attained for the processed copper billets after multiple repetitions of angular hydroextrusion (ECAH) and hydroextrusion (HE) methods and with ECAH and HE implementation in the fractional mode. The combined severe plastic deformation technology including ECAH, HE and drawing (D) provided the ultimate tensile strength σ = 686 MPa, the elongation to failure δ = 2% and the electrical conductivity at a level of 86.4% IACS in the 0.5 mm diameter copper wire. Such a processing is efficient due to the alternating schemes of deformation and periodic creation of favorable conditions for relaxation and dynamic recrystallization processes in the material. An important condition for the attaining of the maximum processing effect is the fractional mode and the optimum degree of deformation by the both methods.

Предложен новый подход к управлению процессами пластической деформации материалов при обработке заготовок методами интенсивной пластической деформации (ИПД). Высокий комплекс прочности и пластичности обработанных медных заготовок получен после многократного чередования методов угловой гидроэкструзии (УГЭ) и прямой гидроэкструзии (ГЭ) с реализацией УГЭ и ГЭ в дробном режиме. Комбинированная ИПД-технология, включающая УГЭ, ГЭ и волочение (В), обеспечивает в медной проволоке диаметром 0.5 mm предел прочности σ = 686 MPa, относительное удлинение δ = 2% и электрическую проводимость на уровне 86.4% IACS. Эффект такой обработки обусловлен чередованием схем деформаций и периодическим обеспечением благоприятных условий для протекания в материале процессов релаксации и динамической рекристаллизации. Важным условием достижения максимального эффекта обработки являются дробный режим и оптимальные степени деформации обоими методами.

Запропоновано новий підхід до керування процесами пластичної деформації матеріалів при обробці заготовок методами інтенсивної пластичної деформації (ІПД). Високий комплекс міцності й пластичності оброблених мідних заготовок отриманий після багаторазового чергування методів кутової гідроекструзії (КГЕ) і прямої гідроекструзії (ГЕ) з реалізацією КГЕ й ГЕ в дробовому режимі. Комбінована ІПД-технологія, що включає КГЕ, ГЕ й волочіння (В), забезпечує в мідному дроті діаметром 0.5 mm межу міцності σ = 686 MPa, відносне подовження δ = 2% і електричну провідність на рівні 86.4% IACS. Ефект такої обробки обумовлений чергуванням схем деформацій і періодичним забезпеченням сприятливих умов для протікання в матеріалі процесів релаксації й динамічної рекристалізації. Важливою умовою досягнення максимального ефекту обробки є дробовий режим і оптимальні ступені деформації обома методами.