阅读说明：本技术 一种钽钨合金丝材的制备工艺 (Preparation process of tantalum-tungsten alloy wire ) 是由 王建生 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种钽钨合金丝材的制备工艺,包括以下步骤,粉体混合,以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合,将混合粉体放置于滚筒式混料机中混合均匀,得到混合粉。本发明通过在真空的条件下,将压制的坯块进行多次熔炼,并在每一次的熔炼过程中进行翻转,并进行下一次的熔炼,这样可以使得熔炼效果更加,防止熔炼不均匀,并且这样制作完成的钽钨合金丝材,简化了工艺,有效降低了原材料成本和加工成本,经过多次真空退火和拉丝处理后,得到的钽钨合金丝材平均晶粒度较小,维氏硬度,抗拉强度,屈服强度,延伸率等力学性能得到明显改善。(The invention discloses a preparation process of a tantalum-tungsten alloy wire material, which comprises the following steps of mixing powder, weighing tantalum powder with the average particle size of 3-5 mu m and tungsten powder with the average particle size of 3 mu m serving as raw materials according to a required proportion, mixing, and placing the mixed powder in a drum mixer to be uniformly mixed to obtain mixed powder. According to the invention, the pressed compact is smelted for multiple times under a vacuum condition, is overturned in each smelting process, and is smelted for the next time, so that the smelting effect is better, the smelting is prevented from being uneven, the process is simplified, the raw material cost and the processing cost are effectively reduced, and the tantalum-tungsten alloy wire obtained through multiple vacuum annealing and wire drawing treatments has small average grain size and obviously improved mechanical properties such as Vickers hardness, tensile strength, yield strength, elongation and the like.)

一种钽钨合金丝材的制备工艺

技术领域

本发明涉及金属材料制备技术领域，尤其涉及一种钽钨合金丝材的制备工艺。

背景技术

在钽中加入一定量的钨元素形成的钽钨二元系合金，兼具了钽的耐腐蚀性及钨良好的高温强度。这种合金具有耐高温、强度高和良好的断裂韧性、耐蚀性等优点，在航空、航天、化工、核工业、高温技术等领域得到了重要应用。由于钽钨铸锭变形抗力大，为防止锻造过程中的开裂，现有生产钽钨合金的工艺是将钽钨锭坯进行温锻甚至在1200℃以上进行热锻或挤压开坯，然后进行热处理、轧制。使用此方法，需要配置加热炉，钽钨合金锭加热后表面会发生氧化，加工完后要去除氧化层，这增加了生产成本且工艺繁琐，生产的钽钨合金板材组织不均匀，合金的晶粒较大，力学性能较差。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种钽钨合金丝材的制备工艺。

本发明提出的一种钽钨合金丝材的制备工艺，包括以下步骤：

S1:粉体混合，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合，将混合粉体放置于滚筒式混料机中混合均匀，得到混合粉；

S2:混料筛分，将混合好的混合粉过120目筛得细粉料；

S3：压坯，将筛分得到的混合粉放置在油压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块；

S4：电弧熔炼，将坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料；

S5：锻造型轧，将S4中得到的钽钨合金坯料依次进行锻造、型轧，得到板状轧条；

S6：拉制处理，将S5中得到的轧条在高温下进行拉拔处理，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到钽钨合金丝材，将所述钽钨合金丝材进行连续退火处理，得出所需的钽钨合金丝材。

优选地，所述S1的粉体混合条件如下：将钽粉和钨粉按照9:1的比例配制后装入滚筒式混料机中，以400r/min～600r/min进行转动，并且混合时间为6h-12h。

优选地，所述S3中压坯所采用的方式为单向压制或者双向压制。

优选地，所述S4中电弧熔炼的步骤如下，将压制成型的坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，将其内部抽成真空状态，并使得内部压力低于0.003Pa，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，加热至2000℃-2400℃，并将熔炼电流控制在400A～500A，持续3～5分钟后，将其翻转并进行下一次熔炼，持续3～4次。

优选地，所述S5中将得到的轧条在700℃-850℃温度下进行拉拔，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到Φ2-Φ5mm钽钨合金丝材。

优选地，所述S6中当钽钨合金丝材再高温下进行拉拔处理过后，将真空退火的温度控制在1200℃-1400℃，且退火持续时间为90-150min，并且在退火处理前，对钨合金丝材进行碱洗，所述碱洗溶液为市售洗衣粉与热水的混合溶液，在碱洗完毕之后用清水冲洗。

本发明的有益效果：

本发明在电弧熔炼的过程中，通过在真空的条件下，将压制的坯块进行多次熔炼，并在每一次的熔炼过程中进行翻转，并进行下一次的熔炼，这样可以使得熔炼效果更加，防止熔炼不均匀，并且这样制作完成的钽钨合金丝材，简化了工艺，有效降低了原材料成本和加工成本，经过多次真空退火和拉丝处理后，得到的钽钨合金丝材平均晶粒度较小，维氏硬度，抗拉强度，屈服强度，延伸率等力学性能得到明显改善。

附图说明

图1为本发明提出的一种钽钨合金丝材的制备工艺的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种钽钨合金丝材的制备工艺，包括以下步骤：

S1:粉体混合，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合，将混合粉体放置于滚筒式混料机中混合均匀，将钽粉和钨粉按照9:1的比例配制后装入滚筒式混料机中，以400r/min～600r/min进行转动，并且混合时间为6h-12h，得到混合粉；

S2:混料筛分，将混合好的混合粉过120目筛得细粉料；

S3：压坯，将筛分得到的混合粉放置在油压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块，所述S3中压坯所采用的方式为单向压制或者双向压制；

S4：电弧熔炼，将坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料，所述S4中电弧熔炼的步骤如下，将压制成型的坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，将其内部抽成真空状态，并使得内部压力低于0.003Pa，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，加热至2000℃-2400℃，并将熔炼电流控制在400A～500A，持续3～5分钟后，将其翻转并进行下一次熔炼，持续3～4次；

S5：锻造型轧，将S4中得到的钽钨合金坯料依次进行锻造、型轧，得到板状轧条；

S6：拉制处理，将S5中得到的轧条在高温下进行拉拔处理，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到钽钨合金丝材，将所述钽钨合金丝材进行连续退火处理，得出所需的钽钨合金丝材，所述S5中将得到的轧条在700℃-850℃温度下进行拉拔，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到Φ2-Φ5mm钽钨合金丝材，所述S6中当钽钨合金丝材再高温下进行拉拔处理过后，将真空退火的温度控制在1200℃-1400℃，且退火持续时间为90-150min，并且在退火处理前，对钨合金丝材进行碱洗，所述碱洗溶液为市售洗衣粉与热水的混合溶液，在碱洗完毕之后用清水冲洗。

实施例1，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按按照9:1的比例配制后装入滚筒式混料机中，以400r/min进行转动，并且混合时间为6h，当期混合均匀，得到混合粉，将混合好的混合粉过120目筛得细粉料，再将筛分得到的混合粉放置在油压机上采用的方式为单向压制或者双向压制进行坯块压制，压制压力为300MPa，得到坯块，之后将坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，加热至2000，并将熔炼电流控制在400A，持续3分钟后，将其翻转并进行下一次熔炼，持续3次，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料，将得到的钽钨合金坯料依次进行锻造、型轧，得到板状轧条后，将轧条在700℃温度下进行拉拔处理，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到Φ2mm钽钨合金丝材，将所述钽钨合金丝材进行连续退火处理，将真空退火的温度控制在1200℃，且退火持续时间为90min，并且在退火处理前，对钨合金丝材进行碱洗，所述碱洗溶液为市售洗衣粉与热水的混合溶液，在碱洗完毕之后用清水冲洗得出所需的钽钨合金丝材。

将本实施例得到的钽钨合金丝材进行金相和力学性能检验，结果表明：钽钨合金丝材的直径为2mm，晶粒度为22um，维氏硬度127HV1，抗拉强度370Mpa，屈服强度280Mpa，延伸率43％。

实施例2，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按按照9:1的比例配制后装入滚筒式混料机中，以450r/min进行转动，并且混合时间为9h，当期混合均匀，得到混合粉，将混合好的混合粉过120目筛得细粉料，再将筛分得到的混合粉放置在油压机上采用的方式为单向压制或者双向压制进行坯块压制，压制压力为350MPa，得到坯块，之后将坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，加热至2200℃，并将熔炼电流控制在450A，持续4分钟后，将其翻转并进行下一次熔炼，持续3次，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料，将得到的钽钨合金坯料依次进行锻造、型轧，得到板状轧条后，将轧条在800℃温度下进行拉拔处理，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到Φ4mm钽钨合金丝材，将所述钽钨合金丝材进行连续退火处理，将真空退火的温度控制在1300℃，且退火持续时间为120min，并且在退火处理前，对钨合金丝材进行碱洗，所述碱洗溶液为市售洗衣粉与热水的混合溶液，在碱洗完毕之后用清水冲洗得出所需的钽钨合金丝材。

将本实施例得到的钽钨合金丝材进行金相和力学性能检验，结果表明：钽钨合金丝材的直径为4mm，晶粒度为22um，维氏硬度135HV1，抗拉强度395Mpa，屈服强度314Mpa，延伸率47％。

实施例3，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按按照9:1的比例配制后装入滚筒式混料机中，以600r/min进行转动，并且混合时间为12h，当期混合均匀，得到混合粉，将混合好的混合粉过120目筛得细粉料，再将筛分得到的混合粉放置在油压机上采用的方式为单向压制或者双向压制进行坯块压制，压制压力为400MPa，得到坯块，之后将坯块放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，加热至2400℃，并将熔炼电流控制在500A，持续5分钟后，将其翻转并进行下一次熔炼，持续4次，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料，将得到的钽钨合金坯料依次进行锻造、型轧，得到板状轧条后，将轧条在850℃温度下进行拉拔处理，直至所述轧条的总变形量大于70％，得到Φ5mm钽钨合金丝材，将所述钽钨合金丝材进行连续退火处理，将真空退火的温度控制在1400℃，且退火持续时间为150min，并且在退火处理前，对钨合金丝材进行碱洗，所述碱洗溶液为市售洗衣粉与热水的混合溶液，在碱洗完毕之后用清水冲洗得出所需的钽钨合金丝材。

将本实施例得到的钽钨合金丝材进行金相和力学性能检验，结果表明：钽钨合金丝材的直径为5mm，晶粒度为22um，维氏硬度139HV1，抗拉强度403Mpa，屈服强度319Mpa，延伸率50％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。