專利名稱：一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈮鋯合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法。
背景技術(shù)：
利用鈮鋯合金制作的高壓鈉燈是第三代新型電光源，具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強(qiáng)和不誘蟲等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外電光源領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用，包括公路、機(jī)場、碼頭、船塢、車站、廣場、工礦企業(yè)、公園等場所照明。鈮鋯合金由于與高壓鈉燈陶瓷部件有著相近的熱膨脹系數(shù)，因此，由鈮鋯合金制作的高壓鈉燈在電光源行業(yè)有著不可替代的地位。傳統(tǒng)高壓鈉燈使用的鈮鋯合金為管材，隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展與改進(jìn)，鈮鋯合金絲材憑借售價(jià)低、后續(xù)加工效率高等優(yōu)勢，具備代替鈮鋯合金管材的潛力。 隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長以及國家對基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)投入，城市發(fā)展帶動(dòng)了道路建設(shè)的日新月異。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，中國路燈數(shù)量已超過一千萬支，并且每年以20%的速度在增長，未來高壓鈉燈行業(yè)規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大。如上所述，電光源用鈮鋯合金絲材具有廣闊的應(yīng)用前景與良好的經(jīng)濟(jì)效益。鈮鋯合金絲材在后續(xù)深加工過程中，即高壓鈉燈制作過程中，絲材的一部分需旋制為管狀，為了滿足深加工要求，對鈮鋯合金絲材的機(jī)械性能、晶粒組織、表面質(zhì)量等提出了較高要求。鈮及鈮合金絲材的傳統(tǒng)制造方法主要為擠壓開坯，旋鍛或固定模拉伸，并配以真空退火的工藝路線，鈮鋯絲的傳統(tǒng)制造方法缺點(diǎn)如下由于采用擠壓開坯工藝，擠壓縮尾較長導(dǎo)致產(chǎn)品成品率較低；鈮鋯合金具有材質(zhì)軟、加工熱量大、金屬流動(dòng)性差等特點(diǎn)，擠壓后的生產(chǎn)工藝如果采用旋鍛工藝，由于變形方式制約，多道次的旋鍛會(huì)導(dǎo)致坯料表面折疊并在后續(xù)真空退火后形成表面細(xì)晶層，影響絲材性能；如果擠壓后的生產(chǎn)工藝采用多道次固定模拉伸工藝，在拉伸前須進(jìn)行表面氧化預(yù)處理，傳統(tǒng)制造方法大大降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成品率高，生產(chǎn)效率高的電光源用鈮鋯合金絲的制備方法。采用該方法制備的鈮鋯合金絲的表面質(zhì)量優(yōu)良，機(jī)械性能優(yōu)異，晶粒均勻，可廣泛應(yīng)用于電光源行業(yè)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將直徑為90mm 120mm的鈮鋯合金鑄錠加熱至溫度為700°C 900°C后裝入摔模中，再將裝有鈮鋯合金鑄錠的摔模放入鍛錘中，利用鍛錘對所述鈮鋯合金鑄錠進(jìn)行摔模拔長鍛造，得到鍛造坯料；所述摔模拔長鍛造的鍛比為7 9 ;步驟二、將步驟一中所述鍛造坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第一階段退火處理；步驟三、采用孔型軋機(jī)對步驟二中經(jīng)第一階段退火處理后的鍛造坯料進(jìn)行孔型軋制，得到軋制坯料；所述孔型軋制的總加工率為70% 90% ；步驟四、將步驟三中所述軋制坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第二階段退火處理；步驟五、采用輥模拉伸機(jī)對步驟四中經(jīng)第二階段退火處理后的軋制坯料進(jìn)行輥模拉伸，得到拉伸坯料；所述輥模拉伸的總加工率為65% 85% ；步驟六、將步驟五中所述拉伸坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第三階段退火處理；步驟七、將步驟六中經(jīng)第三階段退火處理后的拉伸坯料進(jìn)行成形拉伸，得到直徑為2mm 5mm的半成品絲材；所述成形拉伸的總加工率為60% 85% ；步驟八、將步驟七中所述半成品絲材置于真空退火爐中進(jìn)行第四階段退火處理，得到直徑為2mm 5mm的電光源用鈮鋯合金絲。上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈮鋯合金鑄錠為NbZrl鈮鋯合金鑄錠。上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟二中所述第一階段退火處理的溫度為1150°C 1300°C，第一階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第一階段退火處理的真空度不大于I X IO-2Pa0上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟四中所述第二階段退火處理的溫度為1100°C 1300°C，第二階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第二階段退火處理的真空度不大于I X IO-2Pa0上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟六中所述第三階段退火處理的溫度為1150°C 1300°C，第三階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第三階段退火處理的真空度不大于I X IO-2Pa0
上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟七中所述成形拉伸的具體工藝為先采用輥模拉伸機(jī)將所述拉伸坯料進(jìn)行輥模拉伸，直至拉伸坯料的直徑比所要制備的半成品絲材的直徑大6% 25%，然后采用圓盤拉絲機(jī)將輥模拉伸后的拉伸坯料進(jìn)行固定模拉伸至半成品絲材。上述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟八中所述第四階段退火處理的溫度為1100°c 1250°C，第四階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第四階段退火處理的真空度不大于I X IO-2Pa0本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明采用摔模拔長鍛造工藝取代傳統(tǒng)的擠壓開坯鍛造工藝，能夠有效減少鈮鋯合金出現(xiàn)頭部縮尾和表面折疊等缺陷，顯著提高產(chǎn)品的成品率；2、本發(fā)明采用孔型軋制與輥模拉伸相結(jié)合的生產(chǎn)工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的旋鍛與固定模拉伸工藝，由于孔型軋制與輥模拉伸相結(jié)合的生產(chǎn)工藝和變形方式與傳統(tǒng)的固定模拉伸特點(diǎn)有別，無需進(jìn)行表面氧化預(yù)處理，因此大大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了旋鍛加工導(dǎo)致的表面變形嚴(yán)重、退火后出現(xiàn)細(xì)晶層的問題；除此之外，采用輥模拉伸工藝生產(chǎn)出的絲材具有表面光潔度高且缺陷少的優(yōu)點(diǎn)，但尺寸均勻性、橢圓度等較差，因此，本發(fā)明最終使用固定模拉伸工藝用以尺寸精整；3、本發(fā)明基于一種更易于實(shí)現(xiàn)、成品率與生產(chǎn)效率更高、產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)良的電光源用鈮鋯合金絲的制備工藝，最終得到機(jī)械性能優(yōu)異、晶粒均勻、表面質(zhì)量優(yōu)良和尺寸精度高的電光源用鈮鋯合金絲；
4、采用本發(fā)明制備的電光源用銀錯(cuò)合金絲的直徑為2mm 5mm,尺寸偏差為±0. Olmm,圓度為O. 01mm，在室溫(23°C ±2°C )條件下的拉伸強(qiáng)度> 300MPa，斷后伸長率>30%，滿足GB/T 26062-2010《鈮及鈮鋯合金絲》和ASTM B392-03《鈮及鈮合金扁材、棒材和線材》的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I 本實(shí)施例的電光源用鈮鋯合金絲的制備方法包括以下步驟步驟一、將直徑為90mm的NbZrl鈮鋯合金鑄錠加熱至溫度為700°C后裝入摔模中，再將裝有鈮鋯合金鑄錠的摔模放入鍛錘(750Kg空氣錘)中，利用鍛錘對所述鈮鋯合金鑄錠進(jìn)行摔模拔長鍛造，得到直徑為33mm的鍛造坯料，所述摔模拔長鍛造的鍛比為7. 4 ；步驟二、將步驟一中所述鍛造坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第一階段退火處理；所述第一階段退火處理的溫度為1300°C，第一階段退火處理的時(shí)間為I. 5h，第一階段退火處理的真空度不大于I X 10_2Pa ；步驟三、采用兩輥孔型軋機(jī)對步驟二中經(jīng)第一階段退火處理后的鍛造坯料進(jìn)行孔型軋制，得到直徑為12mm的軋制坯料；所述孔型軋制的總加工率為87% ；步驟四、將步驟三中所述軋制坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第二階段退火處理；第二階段退火處理的溫度為1300°C，第二階段退火處理的時(shí)間為lh，第二階段退火處理的真空度不大于IXlO-2Pa;步驟五、采用輥模拉伸機(jī)對步驟四中經(jīng)第二階段退火處理后的軋制坯料進(jìn)行輥模拉伸，得到直徑為6mm的拉伸坯料；所述輥模拉伸的總加工率為75% ；步驟六、將步驟五中所述拉伸坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第三階段退火處理；第三階段退火處理的溫度為1200°C，第三階段退火處理的時(shí)間為2h，第三階段退火處理的真空度不大于IXlO-2Pa;步驟七、將步驟六中經(jīng)第三階段退火處理后的拉伸坯料進(jìn)行成形拉伸，得到直徑為2. 5mm的半成品絲材；所述成形拉伸的總加工率為83% ;所述成形拉伸的具體工藝為先采用輥模拉伸機(jī)對所述拉伸坯料進(jìn)行輥模拉伸，直至拉伸坯料的直徑為3. Omm(比所要制備的半成品絲材的直徑大20%)，然后采用圓盤拉絲機(jī)將輥模拉伸后的拉伸坯料進(jìn)行固定模拉伸至半成品絲材；步驟八、將步驟七中所述半成品絲材置于真空退火爐中進(jìn)行第四階段退火處理，最終得到直徑為2. 5mm的電光源用鈮鋯合金絲；所述第四階段退火處理的溫度為1150°C，第四階段退火處理的時(shí)間為2h，第四階段退火處理的真空度不大于lX10_2Pa。本實(shí)施例的電光源用鈮鋯合金絲的性能測試數(shù)據(jù)見表I。表I本發(fā)明實(shí)施例I的電光源用鈮鋯合金絲的性能測試數(shù)據(jù)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一、將直徑為90mm 120mm的鈮鋯合金鑄錠加熱至溫度為700°C 900°C后裝入摔模中，再將裝有鈮鋯合金鑄錠的摔模放入鍛錘中，利用鍛錘對所述鈮鋯合金鑄錠進(jìn)行摔模拔長鍛造，得到鍛造坯料；所述摔模拔長鍛造的鍛比為7 9 ; 步驟二、將步驟一中所述鍛造坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第一階段退火處理； 步驟三、采用孔型軋機(jī)對步驟二中經(jīng)第一階段退火處理后的鍛造坯料進(jìn)行孔型軋制，得到軋制坯料；所述孔型軋制的總加工率為70% 90% ； 步驟四、將步驟三中所述軋制坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第二階段退火處理； 步驟五、采用輥模拉伸機(jī)對步驟四中經(jīng)第二階段退火處理后的軋制坯料進(jìn)行輥模拉伸，得到拉伸坯料；所述輥模拉伸的總加工率為65% 85% ； 步驟六、將步驟五中所述拉伸坯料置于真空退火爐中進(jìn)行第三階段退火處理； 步驟七、將步驟六中經(jīng)第三階段退火處理后的拉伸坯料進(jìn)行成形拉伸，得到直徑為2mm 5mm的半成品絲材；所述成形拉伸的總加工率為60% 85% ； 步驟八、將步驟七中所述半成品絲材置于真空退火爐中進(jìn)行第四階段退火處理，得到直徑為2mm 5mm的電光源用鈮鋯合金絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈮鋯合金鑄錠為NbZrl鈮鋯合金鑄錠。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟二中所述第一階段退火處理的溫度為1150°C 1300°C，第一階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第一階段退火處理的真空度不大于lX10_2Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟四中所述第二階段退火處理的溫度為1100°c 1300°C，第二階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第二階段退火處理的真空度不大于lX10_2Pa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟六中所述第三階段退火處理的溫度為1150°C 1300°C，第三階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第三階段退火處理的真空度不大于lX10_2Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟七中所述成形拉伸的具體工藝為先采用輥模拉伸機(jī)將所述拉伸坯料進(jìn)行輥模拉伸，直至拉伸坯料的直徑比所要制備的半成品絲材的直徑大6% 25%，然后采用圓盤拉絲機(jī)將輥模拉伸后的拉伸坯料進(jìn)行固定模拉伸至半成品絲材。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，其特征在于，步驟八中所述第四階段退火處理的溫度為1100°c 1250°C，第四階段退火處理的時(shí)間為Ih 2h，第四階段退火處理的真空度不大于lX10_2Pa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電光源用鈮鋯合金絲的制備方法，包括以下步驟一、將鈮鋯合金鑄錠進(jìn)行摔模拔長鍛造，得到鍛造坯料；二、將鍛造坯料進(jìn)行第一階段退火處理；三、進(jìn)行孔型軋制，得到軋制坯料；四、將軋制坯料進(jìn)行第二階段退火處理；五、進(jìn)行輥模拉伸，得到拉伸坯料；六、將拉伸坯料進(jìn)行第三階段退火處理；七、進(jìn)行成形拉伸，得到半成品絲材；八、進(jìn)行第四階段退火處理，得到電光源用鈮鋯合金絲。本發(fā)明制備工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成品率高，生產(chǎn)效率高；采用本發(fā)明制備的鈮鋯合金絲的表面質(zhì)量優(yōu)良，機(jī)械性能優(yōu)異，晶粒均勻，可廣泛應(yīng)用于電光源行業(yè)。
文檔編號C22F1/18GK102921761SQ20121044204
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者宜楠, 惠紅衛(wèi), 張錄強(qiáng), 武宇, 權(quán)振興, 于樂慶, 趙鴻磊, 唐進(jìn) 申請人:西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司