專利名稱：鎢合金條的燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎢合金條的制造方法，特別涉及一種鎢合金條的間接加熱燒結(jié)工藝。
這里所指鎢合金條主要是鎢錸合金條、鈰鎢合金條和摻雜鎢條，它們是制造鎢錸絲、鈰鎢絲、摻雜鎢絲的原料。鎢錸合金絲主要用于測(cè)溫?zé)犭娕嫉臒岣性?，是測(cè)溫領(lǐng)域最重要的元件材料，鎢錸絲用于顯象管熱絲可提高壽命幾倍;鎢鈰棒作為電極材料運(yùn)用于惰性氣體保護(hù)電弧焊、等離子焊接、切割、噴涂及熔煉、激光光源、氣體放電光源、真空電子束、涂膜陰極燈絲等;摻雜鎢絲主要用于燈泡和電子管熱絲，是電子工業(yè)和照明工業(yè)中不可缺少的材料。
現(xiàn)有技術(shù)中，鎢錸合金條、鈰鎢合金條、摻雜鎢合金條均已生產(chǎn)和應(yīng)用，用合金粉制坯條再制成絲的生產(chǎn)工藝流程主要包括制取合金粉→成型→燒結(jié)→旋鍛→拉絲五大工序。鎢錸合金絲用于熱電偶熱感元件，最重要的性能要求是均勻性和穩(wěn)定性，而采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的鎢錸合金絲的均勻性和穩(wěn)定性差;摻雜鎢絲用于燈泡和電子管熱絲要求一致性好，而摻雜鎢絲一致性差的問(wèn)題至今未得到解決;鈰鎢棒用電極材料要求抗燒失性好，自生產(chǎn)以來(lái)，棒兩端嚴(yán)重劈頭，加工性能差。導(dǎo)致這些問(wèn)題的原因主要是燒結(jié)工序所致，現(xiàn)有技術(shù)中(莫似浩著《鎢冶煉的原理和工藝》輕工業(yè)出版社1984年12月P320～335)燒結(jié)工序采用直接通電垂熔燒結(jié)老工藝，直接通電垂熔燒結(jié)就是電流通過(guò)坯條而自身發(fā)熱被燒結(jié)達(dá)到致密化的過(guò)程。在燒結(jié)過(guò)程中，由于保護(hù)氣體不停地流動(dòng)帶走熱，以及通過(guò)熱傳導(dǎo)等散熱，導(dǎo)致坯條的外表溫度常低于其中心部分的溫度，坯條兩端的溫度又低于其中間部分的溫度，由于坯條各部分存在溫差，所以不可避免地導(dǎo)致晶粒的不均勻增長(zhǎng)，使得坯條結(jié)晶組織不均勻，得到的鎢合金條，由于爐內(nèi)溫場(chǎng)梯度大，坯條密度、晶粒度等性能沿條長(zhǎng)度方向和橫斷面方向不一致，結(jié)晶不均勻。如鈰鎢條經(jīng)常劈頭，加工困難;摻雜鎢經(jīng)常出現(xiàn)欠燒條和過(guò)燒條，以坯條內(nèi)部常有框晶，塊晶等不均勻結(jié)晶組織，燒結(jié)條性能不均勻直接導(dǎo)致加工后絲材性能一致性，均勻性差。如鎢錸偶絲的均勻性還不能滿足高精度要求，目前偶絲單極均勻性為35～45微伏，高精度要求小于20微伏。而且采用直接通電垂熔燒結(jié)條兩端需切頭，導(dǎo)致成材率低。采用直接通電垂熔燒結(jié)法電耗，氫耗大，成本高。因此在鎢合金條的制造方法中，燒結(jié)工序采用直接通電垂熔燒結(jié)法存在著上述許多缺陷，不能滿足生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需要。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使鎢合金條的均勻性和一致性得到改善，并使其加工性能更優(yōu)異，制絲的成材率提高且節(jié)能的鎢合金條的燒結(jié)工藝。
由鎢合金粉制成金鎢合金條，再制成鎢合金絲的生產(chǎn)工藝流程為制取合金粉→合金條成型→合金條燒結(jié)→旋轉(zhuǎn)→拉絲五大工序。
本發(fā)明的技術(shù)方案旨在解決鎢合金條的燒結(jié)工藝，按現(xiàn)有的鎢合金條生產(chǎn)工藝流程將壓制成型好的鎢合金坯條，在鉬絲爐中于1150～1200℃溫度下預(yù)燒結(jié)30～60分鐘，其特點(diǎn)在于將所述的經(jīng)過(guò)預(yù)燒的鎢合金條再放入通氫氣保護(hù)中頻感應(yīng)爐的鎢管中，按150～350℃/小時(shí)的升溫速度升溫，至2150～2350℃溫度下燒結(jié)3～6小時(shí)，然后降溫、冷卻。燒結(jié)溫度的高低由鎢合金粉的粒度確定，升溫速度由鎢合金坯條的雜質(zhì)含量和收縮情況確定。
本發(fā)明燒結(jié)工藝關(guān)鍵是采用間接加熱法-中頻感應(yīng)爐燒結(jié)代替直接通電垂熔燒結(jié)，其原理是中頻感應(yīng)爐燒結(jié)是中頻交變電流通過(guò)感應(yīng)圈，產(chǎn)生交變磁通，磁通穿過(guò)爐管(鎢管)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，鎢管發(fā)熱，爐溫提高，依靠熱輻射和熱對(duì)流作用來(lái)加熱燒結(jié)放置于鎢管中心的鎢合金條，這樣中頻感應(yīng)爐內(nèi)縱向和橫向溫場(chǎng)是均勻的，燒結(jié)后鎢合金條的均勻性和一致性很好，其加工性能也更加優(yōu)良，坯條兩端需切頭，成材率也得以提高，同時(shí)還可以節(jié)省能源。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明燒結(jié)的鎢合金條沿長(zhǎng)度方向和橫斷面方向的密度、晶粒度和強(qiáng)度是均勻一致的，從而使其加工出來(lái)鎢合金絲的均勻性和一致性均很好。
(2)采用本發(fā)明燒結(jié)工藝的鎢合金條，其各項(xiàng)性能均勻一致，易加工，且坯條兩端不需切頭，可提高成材率5～10%。
(3)采用本發(fā)明中頻感應(yīng)爐間接加熱燒結(jié)與直接通電垂熔燒結(jié)方法相比，不僅產(chǎn)品性能更優(yōu)良，同時(shí)還節(jié)省能源，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和減少定員，使生產(chǎn)總成本降低20～25%，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
實(shí)施例實(shí)施例1 鎢錸合金條將鎢粉和高錸酸銨溶液混合、干燥，經(jīng)二次氫還原，制取鎢錸合金粉，然后機(jī)械模壓成一批鎢合金坯條，放入鉬絲爐中在1150℃溫度下預(yù)燒結(jié)30分鐘后，再把坯條分為二批，第一批放入通氫氣保護(hù)的中頻感應(yīng)爐中燒結(jié)，按200℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1200℃，然后再按250℃/小時(shí)升溫溫度升溫至1600℃，再按350℃/小時(shí)的升溫速度升溫至2200℃，保溫4.5小時(shí)，降溫、冷卻，然后旋鍛，拉絲。第一批鎢錸合金條制成鎢錸絲的成材率為55～70%，絲材熱電均勻性小于20微伏，燒結(jié)電耗為8度/每公斤鎢坯，耗氫0.25m3/每公斤鎢坯，作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，把上述成型并預(yù)燒好的第二批鎢錸合金坯條用直接通電垂熔燒結(jié)，然后旋鍛、拉絲，測(cè)絲材熱電均勻性、成材率和燒結(jié)電耗，第一批經(jīng)中頻感應(yīng)爐間接加熱燒結(jié)和第二批經(jīng)直接通電垂熔燒結(jié)的鎢合金條各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)列如表1所示。
實(shí)施例2 鈰鎢合金條將仲鎢酸經(jīng)焙燒獲得WO3，或仲鎢酸銨經(jīng)300～400℃低度氫還原獲得蘭鎢，在兩種原料中任選一種摻雜硝酸鈰溶液、干燥、混料，經(jīng)兩階段氫還原獲得鈰鎢合金粉，然后壓制成型，放入鉬絲爐中在1150℃下預(yù)燒30分鐘，獲得低溫?zé)Y(jié)鈰鎢合金條，然后也把鈰鎢合金條分為二批，第一批按實(shí)施例1的燒結(jié)制度放入中頻感應(yīng)爐中間接加熱燒結(jié)，第二批用直接通電垂熔燒結(jié)，第一批和第二批鈰鎢合金條的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)列于表1。
實(shí)施例3 摻雜鎢條將仲鎢酸銨經(jīng)焙燒得WO3，或仲鎢酸銨經(jīng)300～400℃低度氫還原獲得蘭鎢，在兩種原料中任選一種摻雜Si、Al、K氧化物，干燥、混料，按現(xiàn)有工藝制取摻雜鎢坯條，放入鉬絲爐中在1150℃下預(yù)燒30分鐘，獲得低溫?zé)Y(jié)摻雜鎢條，然后也把摻雜鎢條分為二批，第一批放入中頻感應(yīng)爐中按實(shí)施例1的燒結(jié)制度間接加熱燒結(jié)，第二批用直接通電垂熔燒結(jié)，第一批和第二批燒結(jié)后的摻雜鎢條的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)列于表1。
用本發(fā)明燒結(jié)工藝制取的鎢合金絲其它性能指標(biāo)均達(dá)到現(xiàn)有工藝制絲的要求。
從表1所列技術(shù)指標(biāo)對(duì)比可以看出，采用本發(fā)明燒結(jié)工藝所獲得的鎢合金條的均勻性，一致性都優(yōu)于采用現(xiàn)有的直接通電垂熔燒結(jié)工藝所獲得的鎢合金條，且采用本發(fā)明燒結(jié)工藝所獲得的鎢合金條經(jīng)加工后制得成品的成材率也明顯提高，同時(shí)本發(fā)明燒結(jié)工藝節(jié)省能源，生產(chǎn)成本大大降低。
綜上所述，本發(fā)明燒結(jié)工藝是一種能夠使鎢合金條的均勻性和一致性得到改善，并使其加工性能更優(yōu)異、制絲成材率提高，節(jié)能的新工藝。
表1、本發(fā)明實(shí)施例1、2、3的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
一種鎢合金條的燒結(jié)工藝，是按現(xiàn)有的制鎢合金條的工藝流程將壓制成型好的鎢合金坯條，在鉬絲爐中于1150～1200℃溫度下預(yù)燒結(jié)30～60分鐘，其特征在于將所述的經(jīng)過(guò)預(yù)燒的鎢合金條再放入通氫氣保護(hù)的中頻感應(yīng)爐的鎢管中，按150～350℃/小時(shí)的升溫速度升溫，至2150～2350℃燒結(jié)3～6小時(shí)，然后降溫、冷卻。
全文摘要
一種鎢合金條的燒結(jié)工藝，主要適用于由鎢合金粉制鎢合金條再制鎢合金絲的燒結(jié)過(guò)程。本發(fā)明燒結(jié)工藝的特點(diǎn)是采用通氫氣保護(hù)的中頻感應(yīng)爐間接加熱燒結(jié)法代替直接通電垂熔燒結(jié)，燒結(jié)制度按150～350℃/小時(shí)的升溫速度升溫，至2150～2350℃燒結(jié)3～6小時(shí)，然后降溫、冷卻。采用本發(fā)明燒結(jié)工藝燒結(jié)的鎢合金條具有均勻性和一致性好，其加工性能也得以提高，制絲的成材率也提高了5～10％，并且本發(fā)明燒結(jié)工藝節(jié)省能源，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C22C27/04GK1109105SQ95101208
公開(kāi)日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1995年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月23日
發(fā)明者趙翠微, 印協(xié)世, 竇傳義 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院