[發明專利]一種鉬及鉬合金管材的制備方法

有效

• 申請號: 201610297223.8
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105964721B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 趙虎;孫院軍;左羽飛;劉東新;朱琦;安耿;莊飛;劉仁智;張曉;何凱
• 申請（專利權）人: 金堆城鉬業股份有限公司
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06;B21B37/78;B21C37/30
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心11028
• 代理人: 范威,李子健

技術領域

本發明屬于粉末冶金加工技術領域，具體涉及一種鉬及鉬合金管材的制備方法。

背景技術

難熔金屬鉬及鉬合金是高熔點材料，其熔點達到2620℃，在高溫下具備很高的機械強度、硬度、耐腐蝕性能、良好的導熱性能和高溫耐磨性，因此制作成鉬管狀異型件，如熱電偶保護管、噴嘴、坩堝、管狀電極等，廣泛應用在航空航天、冶金熔煉、藍寶石生長、石英玻璃熔煉等領域。

已有研究表明：制備不同規格鉬管的方法包括粉末冶金燒結法、擠壓或旋鍛、旋壓、擠壓穿孔后軋制變形等方法。

粉末冶金燒結法制備鉬管時利用冷等靜壓成型為管狀素坯，經高溫燒結后獲得燒結鉬管。燒結鉬管的直徑大，而壁厚不宜小于10mm，如壁厚過小則燒結時形狀很不規整甚至扭曲，而且鉬管密度低。為提高鉬管的密度、控制其晶粒度，熱等靜壓和壓力加工方法應用在制備鉬管狀靶材領域。中國專利申請號：201510290578.X，發明名稱一種管狀鉬合金濺射靶材的熱等靜壓制備方法，包括設計制作包套、裝粉、真空熱處理、熱等靜壓成型等步驟，具備管靶密度高，雜志含量低的優點，但是其成本高昂，對粉末理化指標要求高，受到限制。中國專利號:ZL 200810104986.1，高密度鉬管的制備方法，采用鍛打與擠壓的方法提高了鉬管的密度，解決了燒結鉬管密度偏低的問題。中國專利申請號：200680000272.5，發明名稱為管型靶，包括管毛坯制作、熱擠壓、背板連接、機械加工等步驟，此專利具有獲得高密度管狀鉬靶的優點，但是，金屬鉬及鉬合金是難變形金屬，進行鍛打或擠壓時必須經過加熱，對工裝的要求較高。因此受限于技術特點、燒結設備或壓力加工設備等因素，上述金屬管材的制備技術只適宜于制備壁厚為直徑20%左右的厚壁鉬及鉬合金管材。中國專利申請號：201510543561.0，發明名稱一種超細長薄壁無縫金屬管的一體成型方法，包括制備混合物、制備坯料、擠壓成型生坯、燒結處理得到超細長薄壁無縫金屬管。該技術制備的細長薄壁鉬管具備密封性能好的優點，但是，其最終狀態是燒結態金屬，材料密度偏低、強度低且脆性大。因此制備壁厚較薄的鉬管，需要采用旋壓、擠壓軋制及擠壓拉拔等壓力加工變形手段來實現。錯距旋壓制作鉬管技術，相比較于等距旋壓可獲得較好的平直度、內外表面質量的鉬管，但這種技術制備的鉬管尺寸精度等級差，限制了其推廣使用。即使對其旋壓工藝進行改進獲得了精度較高的小規格鉬管，但是，由于其旋壓溫度、道次變形率、進給率及工模具參數復雜難以控制，很難工業化應用。（寧振茹,胡家璜，董允杰.三種方法生產鉬管的質量研究.中國鉬業，1993,48（5）：38～39；梁淑賢，張淳芳，吳鳳熙，等.錯距旋壓技術在鉬管生產中的應用.稀有金屬材料與工程，1993,22（1）：55～58；梁淑賢，吳鳳熙，張淳芳.高精度薄壁管旋壓工藝. 稀有金屬材料與工程，1995,24（4）：63～64；叢秀云，關秀蘭.小規格厚壁鉬管的制取工藝. 稀有金屬材料與工程，1985,4:42.）。采用鉬薄板利用旋壓、沖壓法可獲得帶底的鉬管（鉬坩堝），其顯著缺點是鉬管的長徑比小，由于鉬板的各項同性差，導致此種方法制備鉬管的次品率較高。（P·J·Salt, 深沖鉬片的選擇方法，稀有金屬材料與工程，1983,2：42～44；魁國禎，韓 冬，李增輝等. 鉬坩堝制備工藝研究進展，熱加工工藝，2015，44（19）：14～16）。中國專利申請號：201020678975.7，發明名稱一種馬弗爐內襯爐管，將鉬板材卷曲后焊接獲得長徑比較大的鉬管，其特征在于該鉬管為相互鑲嵌式聯接，可伸縮的多節壁厚為2mm的鉬管組成，其顯著缺點在于焊縫處晶粒粗大，有漏點或應力集中點，易成為缺陷源。對于要求長徑比大、薄壁、變形態的無縫鉬管，擠壓拉拔、擠壓穿孔后軋制工藝曾被研究利用。（叢秀云，關秀蘭.小規格厚壁鉬管的制取工藝. 稀有金屬材料與工程，1985,4:42～44；關秀蘭，叢秀云，牛德玉.毛細變形鉬管. 稀有金屬材料與工程，1982,2：49～50；趙興乙.小規格變形鉬管的研制.稀有金屬材料與工程，1989,1:15～18；何立新，王希哲，劉家榮等.鉬毛細管工藝研究.材料工程，1996,7:36～37）。前已述及鉬及鉬合金是難變形金屬，室溫脆性大，鉬金屬大變形量塑性加工時要在加熱條件下進行，而鉬的導熱性能好、散熱快，在擠壓拉拔過程中不僅要加熱鉬坯，模具也要加熱、另外擠壓機的噸位需求大，通常3000t～5000t，因此擠壓拉拔法模具的磨損大、修模率高，能耗巨大，此種工藝并不可取。擠壓穿孔軋制法采用熔煉態的鉬棒坯擠壓穿孔后制成鉬管坯，然后進行溫軋，進而空拉拔或加芯桿拉拔，其優點在于鉬管總變形率大，微觀組織好，可獲得長徑比較大的鉬管，但是，熔煉法制備的鉬棒坯穿孔時易于開裂成品率很低，且工序長成本高昂，另外當直徑小于6mm時采用空心拉拔法，變形鉬管的表面質量、厚度和精度難以控制。