[發(fā)明專利]一種納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110327874.4
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102430610A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫軍;張國君;孫院軍;劉剛;江峰;丁向東
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;B23H7/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特種精密加工用難熔金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲制備方法。

背景技術(shù)

目前使用最為廣泛的電極絲和電光源絲是鉬絲。目前鉬絲主要包括純鉬絲和稀土氧化物摻雜鉬合金絲。由于純鉬絲的抗拉強度、延伸率和韌性都比稀土氧化物摻雜鉬合金絲低，因此純鉬絲的使用性能和壽命要遠低于稀土氧化物摻雜鉬合金絲，稀土氧化物摻雜鉬合金絲代替純鉬絲已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢。

稀土氧化物摻雜鉬合金絲的傳統(tǒng)制備方法是將稀土氧化物對應(yīng)的鹽溶液通過噴霧的方法摻雜到二氧化鉬粉料中，，即液固摻雜技術(shù)，然后通過攪拌、烘干和還原工藝制備出稀土氧化物摻雜鉬合金粉末，最后采用粉末冶金和壓力加工技術(shù)制備出作為電極絲使用的鉬合金絲。該方法制備的鉬合金絲具有細小的晶粒，而且稀土氧化物彌散分布在鉬基體中，這不但大大提高了鉬合金的力學(xué)性能指標，還明顯提高了鉬合金絲工作時的使用壽命。但從該制備工藝的過程中可以發(fā)現(xiàn)：由于采用的是液固混合的方法，就不可避免地存在稀土氧化物對應(yīng)的鹽溶液的聚滴現(xiàn)象，這將導(dǎo)致還原后的稀土氧化物的尺寸難以控制，可能達到幾微米甚至幾十微米的數(shù)量級，尤其是均勻程度仍不是很理想，也難以避免間隙雜質(zhì)元素的帶入。難以充分發(fā)揮稀土氧化物粒子的強韌化作用，甚至直接成為加載過程中的預(yù)裂紋源。

可見，目前通過液固混合的方法獲得稀土氧化物摻雜鉬合金絲的制備工藝復(fù)雜，得到的鉬合金絲中存在稀土氧化物顆粒的尺度不易控制，難以獲得均勻分布的細小稀土氧化物顆粒等問題，制約了優(yōu)質(zhì)鉬絲產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。

以上這些問題的解決，無疑需要開發(fā)一種工藝簡單，工序少，并能保證獲得均勻分布的細小、尤其是納米量級的稀土氧化物摻雜鉬合金絲的制備技術(shù)，這樣，才可避免由于稀土氧化物尺寸大而導(dǎo)致鉬合金絲在切割過程中會由于該氧化物的不導(dǎo)電而引起的斷絲現(xiàn)象，延長鉬合金絲的使用壽命，同時提高被加工工件表面質(zhì)量和加工精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲的制備方法，本發(fā)明選取通過液液摻雜制備的納米稀土氧化物摻雜鉬合金為原材料，該原材料中稀土氧化物分布均勻，且尺寸細小，達到納米量級，因此可明顯提高鉬合金絲的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量、延長其使用壽命，同時本發(fā)明所提出的制備方法工序少，工藝簡潔穩(wěn)定，產(chǎn)量大，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明所提供的納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲的制備方法如下：

將納米稀土氧化物摻雜鉬合金桿材在氫氣氣氛下加熱至1450-1550℃，并保溫0.5-1h后送入精鍛機將進行經(jīng)過1-3道次的鍛造，將鍛造后的鉬合金桿加熱至1300-1400℃，并保溫20-30min，之后進行多步軋制，使軋制后鉬合金桿的直徑為6-8mm；

對軋制后的鉬合金桿進行拉絲處理以得到所需直徑的鉬合金絲，采用轉(zhuǎn)盤拉絲機，拉絲速率為120-150mm/min，加熱溫度為800-900℃，最終得到納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲。

納米稀土氧化物摻雜鉬合金桿材，該桿材中含有稀土氧化物，稀土氧化物是鑭、鈰、釔中的一種或其兩兩組合或三種組合，質(zhì)量分數(shù)為0.2-3.0％。

此外，本發(fā)明解決的技術(shù)關(guān)鍵還在于采用精鍛開坯和多步連軋技術(shù)替代了傳統(tǒng)的軋制開坯工藝，使所制備鉬絲的成品率和質(zhì)量明顯提高。

綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果體現(xiàn)在：

(1)由于采用了納米稀土氧化物摻雜鉬合金為原材料，保證了所得材料中稀土氧化物尺寸均勻細小且和鉬混合均勻，分布彌散，平均顆粒尺寸小于100nm。

(2)本發(fā)明提出的“鉬桿精鍛開坯-多步連軋-拉拔”鉬絲成形制備工藝，與傳統(tǒng)的“溫軋-拉拔”工藝相比，明顯提高了鉬合金絲產(chǎn)品的成品率、質(zhì)量可靠性和穩(wěn)定性。

(3)本發(fā)明所制備的納米稀土氧化物摻雜鉬合金絲具有優(yōu)良的力學(xué)性能和電學(xué)性能，產(chǎn)品使用壽命較純鉬絲及液固摻雜鉬合金絲得到了明顯延長，作為電火花線切割絲切割相同工件時其使用壽命較市場購買鉬電極絲使用壽命提高了30％以上。

(4)本發(fā)明提出的鉬合金絲的制備方法，設(shè)備要求低，工藝簡捷穩(wěn)定，工序少、產(chǎn)量大，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

以納米稀土氧化物摻雜鉬合金為原料(該原料的制備方法請參考國家發(fā)明專利：ZL：200810150463.0)，根據(jù)最終所要制備鉬合金絲中含有的稀土氧化物種類和質(zhì)量分數(shù)選取相應(yīng)的納米稀土氧化物摻雜鉬合金桿材。