Application of high‐density current in plastic working of metals

Application of pulse and direct electric currents with a density greater than 103 A/mm2 in the drawing zone of copper, tungsten, and steel wires lowers the tensile stresses by tens of per cent and improves the post-tensile properties of the wires. For copper and tungsten, the effect is linear in the current density and increases with the frequency of the current pulses at a polarity of plus upstream of the die, when the direction of the current pulse coincides with the direction of the deformation zone. The above effect is due not only to the thermal and the ponderomotive (pinch-effect) actions of the current, but also to an electron-plastic effect (EPE), or electrons drifting through the body of the metal together with dislocations participating in the plastic deformation. For a stainless and magnetically hard steel, the electron-plastic drawing lowers the content of the α-phase in the wire, increases the coercive force and the magnetic energy, which is tentatively related to the formation of an additional domain structure in the material of the wire. It is also shown that a combined action by ultrasound and electric current makes it possible to deform tungsten to a record high degree by a single reduction, of 85% and above. In particular, a 0.41 mm dia. wire may be worked in a single pass into a flattened band 70 μm thick. Die Anwendung von Impuls- und Gleichstromen mit einer Dichte groser als 103 A/mm2 in der Zugzone von Kupfer-, Wolfram- und Strahldrahten erniedrigt die Zugspannungen um einige zehn Prozent und verbessert die Eigenschaften der Drahte nach dem Ziehen. Fur Kupfer und Wolfram ist der Effekt linear in der Stromdichte und nimmt mit der Frequenz der Stromimpulse zu bei einer Polaritat von positiver Stromung des Blocks, wenn die Richtung der Stromimpulse mit der Richtung der Deformationszone ubereinstimmt. Der oben beschriebene Effekt wird nicht nur von den thermischen und den ponderomotorischen (Pinch-Effekt) Wirkungen des Stroms, sondern auch vom elektronenplastischen Effekt (EPE) hervorgerufen oder Elektronen, die durch das Volumen des Metalls zusammen mit Versetzungen driften, die an der plastischen Deformation beteiligt sind. Fur einen rostfreien und magnetisch harten Stahl verringert der elektronenplastische Zug den Gehalt der α-Phase im Draht, erhoht die Koersitivkraft und die magnetische Energie, die vorlaufig der Bildung einer zusatzlichen Domanenstruktur im Drahtmaterial zugeordnet wird. Es wird ebenfalls gezeigt, das die gemeinsame Wirkung von Ultraschall- und elektrischen Stromen es ermoglicht, Wolfram durch eine einzige Reduktion zu einem Grad zu deformieren, der als Rekord gelten kann, 85% oder daruber. Insbesondere last sich ein Draht von 0,41 mm Durchmesser in einem einzigen Durchgang zu einem flachen Band von 70 μm Dicke auswalzen.