D0I:10.13374/i.issnle00113.2009.11.032 第31卷第11期 北京科技大学学报 Vol.31 No.11 2009年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2009 工艺参数对玻璃包覆铁基合金微丝尺寸、结构和力学 性能的影响 王成铎王凤美张志豪 谢建新 北京科技大学新材料技术研究院，北京100083 摘要以玻璃包覆F69Co1oSi8B13合金微丝为研究对象，研究了拉丝速率及冷却条件对微丝尺寸、结构及力学性能的影响： 分析了不同冷却条件下微丝的拉伸断裂机制.结果表明：当拉丝速率由5mmin增加到400mmin-时，微丝及芯丝直径分 别由95.2m和26.9m减小到14.5m和7.2m:拉丝速率由50mmin-增加到400mmin-时，芯丝抗拉强度由1305MPa 增大到5842MPa:冷却距离小于20mm时，微丝尺寸和抗拉强度均随冷却距离的增大而显著减小：冷却距离大于20mm时，冷 却距离对微丝尺寸和抗拉强度的影响很小：采用水冷方式且拉丝速率大于5mmin~1时所获得的微丝均为非晶态结构，而采 用空冷方式制备的非晶态微丝的拉丝速率应大于或等于20mm1;芯丝的断裂方式为伴随不均匀塑性流变的脆性断裂，且 脆性断裂倾向随冷却距离的增加而增大： 关键词玻璃包覆微丝：尺寸：力学性能 分类号TG139+.8 Influence of process parameters on the sizes,structure and mechanical properties of glass-coated Fe-based alloy microwires WA NG Cheng-duo,WA NG Feng-mei,ZHA NG Zhi-hao,XIE Jian-xin Advanced Materials and Technologies Institute,University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China ABSTRACT Taking glass-coated Fe6CooSisB13 alloy microwires as an example.the dependences of sizes.microstructure and me- chanical properties of microwires on drawing speed and cooling condition were analyzed,and the tensile fracture mechanism of the mi- crowires under different cooin conditiowasdiscussed.The results show that,with the drawing speed increasing from5mmin to 400mmin,the diameters of microwires and core-wires decrease from 95.2m and 22.7Pm to 14.5!m and 7.2m respective- ly,and the tensile strength of core-wire increases from 1305 MPa to 5842 MPa.As the cooling distance is less than 20mm,the sizes and mechanical properties of microwires decrease drastically with the cooling distance increasing,but the influences of cooling distance on them are not obvious as the distance exceeding20mmAs water cin is applied and the drawing speed eee5nall the core-wires are amorphous.Applying air cooling.the drawing speed should exceed 20mmin to obtain amorphous core-wires. The core-wires exhibit brittle fracture mode accompanied by uneven plastic flow and the brittle tendency increases with the cooling distance increasing. KEY WORDS glass"coated microwires:size:mechanical properties 玻璃包覆熔融纺丝法采用一道工序即可制备金 特性 属芯丝直径为2~30m的玻璃包覆金属微丝，是一 玻璃包覆合金微丝在结构型吸波材料、纤维增 种短流程、高效制备方法，所制微丝具有可控的一维 强复合材料等领域的使用过程中，往往要求具有优 形状以及优良的力学、电学和磁学性能，玻璃包覆层 良的力学性能，在玻璃包覆熔融纺丝过程中，工艺 的存在还使其具有良好的耐腐蚀、耐高温、高绝缘等 参数直接影响微丝的尺寸、结构和性能，因此，研究 收稿日期：2009-05-06 基金项目：国防基础科研项目 作者简介：王成锋(1979一)，男，博士研究生；谢建新(1958一)，男，教授，博士生导师，E-mail:jxxie@mater-ustb-edu~cm工艺参数对玻璃包覆铁基合金微丝尺寸、结构和力学 性能的影响 王成铎 王凤美 张志豪 谢建新 北京科技大学新材料技术研究院‚北京100083 摘 要 以玻璃包覆 Fe69Co10Si8B13合金微丝为研究对象‚研究了拉丝速率及冷却条件对微丝尺寸、结构及力学性能的影响； 分析了不同冷却条件下微丝的拉伸断裂机制．结果表明：当拉丝速率由5m·min －1增加到400m·min －1时‚微丝及芯丝直径分 别由95∙2μm 和26∙9μm 减小到14∙5μm 和7∙2μm；拉丝速率由50m·min －1增加到400m·min －1时‚芯丝抗拉强度由1305MPa 增大到5842MPa；冷却距离小于20mm 时‚微丝尺寸和抗拉强度均随冷却距离的增大而显著减小；冷却距离大于20mm 时‚冷 却距离对微丝尺寸和抗拉强度的影响很小；采用水冷方式且拉丝速率大于5m·min －1时所获得的微丝均为非晶态结构‚而采 用空冷方式制备的非晶态微丝的拉丝速率应大于或等于20m·min －1；芯丝的断裂方式为伴随不均匀塑性流变的脆性断裂‚且 脆性断裂倾向随冷却距离的增加而增大． 关键词 玻璃包覆微丝；尺寸；力学性能 分类号 TG139＋∙8 Influence of process parameters on the sizes‚structure and mechanical properties of glass-coated Fe-based alloy microwires W A NG Cheng-duo‚W A NG Feng-mei‚ZHA NG Zh-i hao‚XIE Jian-xin Advanced Materials and Technologies Institute‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT Taking glass-coated Fe69Co10Si8B13alloy microwires as an example‚the dependences of sizes‚microstructure and me￾chanical properties of microwires on drawing speed and cooling condition were analyzed‚and the tensile fracture mechanism of the mi￾crowires under different cooling conditions was discussed．T he results show that‚with the drawing speed increasing from 5m·min －1 to400m·min －1‚the diameters of microwires and core-wires decrease from95∙2μm and22∙7μm to14∙5μm and7∙2μm respective￾ly‚and the tensile strength of core-wire increases from1305MPa to5842MPa．As the cooling distance is less than20mm‚the sizes and mechanical properties of microwires decrease drastically with the cooling distance increasing‚but the influences of cooling distance on them are not obvious as the distance exceeding20mm．As water cooling is applied and the drawing speed exceeds5m·min －1‚all the core-wires are amorphous．Applying air cooling‚the drawing speed should exceed20m·min －1 to obtain amorphous core-wires． T he core-wires exhibit brittle fracture mode accompanied by uneven plastic flow and the brittle tendency increases with the cooling distance increasing． KEY WORDS glass-coated microwires；size；mechanical properties 收稿日期：2009－05－06 基金项目：国防基础科研项目 作者简介：王成铎（1979－）‚男‚博士研究生；谢建新（1958－）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：jxxie＠mater．ustb．edu．cn 玻璃包覆熔融纺丝法采用一道工序即可制备金 属芯丝直径为2～30μm 的玻璃包覆金属微丝‚是一 种短流程、高效制备方法‚所制微丝具有可控的一维 形状以及优良的力学、电学和磁学性能‚玻璃包覆层 的存在还使其具有良好的耐腐蚀、耐高温、高绝缘等 特性［1－3］． 玻璃包覆合金微丝在结构型吸波材料、纤维增 强复合材料等领域的使用过程中‚往往要求具有优 良的力学性能．在玻璃包覆熔融纺丝过程中‚工艺 参数直接影响微丝的尺寸、结构和性能．因此‚研究 第31卷 第11期 2009年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．11 Nov．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．11．032