[發(fā)明專利]用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910725610.0
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110306180A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊唯加;蔡學(xué)斌;包閑君;章春晨
• 申請（專利權(quán)）人: 楊唯加
• 主分類號: C23C24/06
• 分類號: C23C24/06;C23C4/08;C23C4/123;C22F1/18;C23C22/68;B21B1/16
• 代理公司: 重慶百潤洪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉子鈺

本發(fā)明公開了一種用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝，包括以下步驟：將液態(tài)鎢鉬合金連鑄并初軋制得中間棒坯，將中間棒坯表面加熱至合金晶體奧氏體化，并在軋制前通過液汞噴槍將液態(tài)汞以霧滴狀噴射在軋輥表面，再通過粉末噴槍將錳、鋨和銥的單質(zhì)粉末噴灑在軋輥上形成汞齊物，以熱軋的方式使得汞齊物分解汞蒸發(fā)，在棒坯表面留下錳、鋨和銥，錳、鋨和銥隨高溫形成間隙固溶物，進(jìn)入到奧氏體化的鎢鉬合金晶體的間隙內(nèi)，在鎢鉬棒表面形成硬化膜，從而提高鎢鉬棒表面硬度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及線棒材金屬的表面處理工藝，具體為一種用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝。

背景技術(shù)

鎢鉬是耐高溫的金屬，具有良好導(dǎo)熱、導(dǎo)電、低熱膨脹系數(shù)、高溫強(qiáng)度、低蒸氣壓和耐磨等特性，是電子電力設(shè)備制造業(yè)、金屬材料加工業(yè)、玻璃制造業(yè)、高溫爐件結(jié)構(gòu)部件制造、航空航天和國防工業(yè)應(yīng)用的重要材料。

鎢鉬是兩種耐高溫的金屬，鎢和鉬在一起，代表了一個(gè)行業(yè)，即難熔金屬行業(yè)。其它的難熔金屬還有鈮、鋯、鈦、鉿，而不是一個(gè)元素。對于工業(yè)發(fā)展有著很大的作用，現(xiàn)產(chǎn)品主要是用在氬弧焊機(jī)的通電電極上。中國是世界鎢鉬生產(chǎn)大國，出口占世界的80％，廣泛用于焊接，電光源，電子器件，化工，采礦，冶金，造船，石油，航天等工業(yè)領(lǐng)域，前景十分廣闊。

由上述兩種金屬制成的鎢鉬棒，存在表面硬度偏低且韌性低的缺點(diǎn)，即鎢鉬棒在使用過程中，表面極易刮擦形成刮痕，導(dǎo)致鎢鉬棒的表面電阻不均，同時(shí)鎢鉬棒震動(dòng)碰觸后易在內(nèi)部產(chǎn)生裂痕，而導(dǎo)致其損害。

故，如何提高其表面硬度和抵抗碰觸的能力，是目前亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝，熱軋過程中，通過向軋輥表面噴灑汞，再將錳、鋨和銥的單質(zhì)粉末噴灑在軋輥上，以熱軋的方式使得錳、鋨和銥析出形成間隙固溶物，在鎢鉬棒表面形成硬化膜，從而提高鎢鉬棒表面硬度。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝，包括以下步驟：

1)連鑄坯制備：將原料投入轉(zhuǎn)爐或電爐中加熱到完全奧氏體化后轉(zhuǎn)入精煉爐加熱，再利用連鑄機(jī)連續(xù)鑄坯制成帶液芯狀態(tài)下的連鑄坯；

2)初軋：通過連軋機(jī)將連鑄坯進(jìn)行初道軋制，使得連鑄坯經(jīng)過連軋機(jī)牽拉和軋制變?yōu)楠M長棒狀的中間棒坯；

3)勻熱及表面加熱：中間棒坯先經(jīng)過感應(yīng)加熱裝置加熱和均熱至750-950℃之間，中間棒坯再經(jīng)過加熱爐將表面進(jìn)行加熱至800-950℃之間，加熱后的中間棒坯朝向二道軋組運(yùn)輸；

4)軋輥附膜：二道軋組內(nèi)包含多個(gè)二道軋機(jī)，二道軋機(jī)帶有軋輥、液汞噴槍和粉末噴槍，軋輥中部用于擠壓中間棒坯的區(qū)域?yàn)樾巫儏^(qū)域，液汞噴槍將液態(tài)汞以霧滴狀噴射至形變區(qū)域，在形變區(qū)域表面形成一層液態(tài)汞膜；

5)軋輥噴粉：粉末噴槍對準(zhǔn)已經(jīng)附上一層液態(tài)汞膜的形變區(qū)域噴入硬化粉末，硬化粉末為含有錳單質(zhì)、鋨單質(zhì)和銥單質(zhì)的混合粉末；

6)中軋：二道軋機(jī)的軋輥將中間棒坯咬入，形變區(qū)域擠壓中間棒坯使其形變并拉長，同時(shí)將帶有硬化粉末的液態(tài)汞膜附著于中間棒坯表面；

7)終軋：重復(fù)步驟3至步驟6總共兩到四次，不斷的加熱棒坯表面并軋壓至熱軋終軋預(yù)設(shè)尺寸的鎢鉬棒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了上述技術(shù)方案的用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝，具有如下有益效果：

一、采用本發(fā)明的用于提高鎢鉬棒表面硬度的熱軋工藝，在初軋后，棒坯通過加熱爐將表面加熱至800-950℃，表面的金屬處于奧氏體狀態(tài)，此時(shí)將錳、鋨和銥單質(zhì)加入后，錳的原子半徑次于鋨的共價(jià)半徑，大量的錳分別與鋨和銥形成以鋨和銥為核心的間隙固溶物，間隙固溶物從鎢鉬的奧氏體晶體之間的間隙進(jìn)入并填補(bǔ)，大幅提升合金表面的強(qiáng)度。