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钨合金加工

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2014-04-24 | 浏览:3764次 ]



钨的熔点高、硬而脆,加工困难,但只要有合理的工艺,钨可经粉末冶金制坯、挤压、锻造、轧制、旋压和拉拔等加工成材。随着钨的塑性加工程度的提高,其组织、抗拉强度和塑性-脆性转变温度大为改善


准备


合格的坯料是钨材生产的关键之一,制好坯料首先要选用合格的钨粉末。粉末的特征(平均粒径、粒度分布、化学成分)、混料、成形和烧结工艺对坯料的成分、密度和微观结构有直接影响,并强烈地影响着产品加工和使用性能。不下垂钨丝中添加的硅、铝、钾元素是在三氧化钨或“蓝钨”(为多种低价氧化钨的混合物)中以氧化物形式添加的,混合料常用含氢氟酸的溶液进行洗涤,以去除粉中杂质。生产丝和小片材的坯料多在压力机上成形,也可采用等静压制成形。粉坯尺寸一般为12×12×400毫米,也有采用较大尺寸的圆棒、方棒或矩形棒。粉坯首先在氢气气氛中经 1200℃、1小时预烧使之具有一定强度和导电性后,再进行通电自阻烧结。通电自阻烧结俗称“垂熔”,是钨加工中发展起来的方法。原理是将电流直接通过烧结坯,由于坯料本身的电阻而产生焦耳热,利用这种热使坯料烧结,烧结电流通常为熔断电流的90%。所得坯料为自阻烧结条(又称垂熔条)。可加工成丝材的垂熔条一般标准是控制断面晶粒数为每平方毫米约10000~20000个,密度为17.8~18.6克/厘米3。对于管材、片材或其他大规格产品, 常采用等静压制(压力在2500公斤力/毫米2以上)成形,在2300~2700℃的高温下于真空或氢气保护中烧结。

旋锻


是生产钨丝坯料和细棒的常用塑性加工方法,不同尺寸的棒材于氢气气氛中加热到1400~1600℃,在不同型号的旋锻机上进行旋锻。开始道次变形量不宜过大,随后可适当增加变形量。旋锻变形过程中工件和模具间用石墨润滑。加工后的钨棒密度可达18.8~19.2克/厘米3。由于方坯锻成圆坯,各部位变形不同,使组织不均匀,此时应进行再结晶退火。旋锻棒材的最终直径为3毫米左右。  拉丝 拉丝坯料可用旋锻法生产,也可用轧制法生产;轧制法生产的坯料道次变形量大,组织较均匀,有利于以后的加工。钨丝坯料拉制钨丝是用“温拉丝”方法。首先在链式拉伸机上拉至直径1.3毫米,而后分别经粗拉、中拉和细拉使直径达到 0.2、0.06和小于0.06毫米。随着直径减小,应使加热温度下降、拉丝速度提高。道次变形量一般在10~20%之间。拉丝采用煤气-空气混合加热,温度为900~400℃。拉粗丝采用硬质合金模,拉细丝则采用金刚石模。模子材质、孔型、研磨技术对丝材质量有很大的影响,石墨润滑剂的质量、粒度、配比、涂敷方法同样影响丝材质量。丝材直径的不均匀性是使用时断丝的最主要原因之一,有0.2~0.4微米的偏差就会使真空管中钨丝的寿命大大降低。细丝材的直径可以用重量法或真空标准电流法进行测定。在拉丝过程中,随着直径减小,变形抗力增大(如直径0.1~0.3毫米钨丝的断裂强度可高达350公斤力/毫米2),其塑性也相应降低。为了改善再加工性能,一般需要进行消除应力中间退火。此外,可采用电解腐蚀法将丝材加工成直径小于0.01毫米的细丝。





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