[發明專利]一種合金線材及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110744773.0
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113234980B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 湯閔楓;彭福生;郭東紅;方毅金;呂晟;姚彤鍇;吳先月;張偉兵;涂啟建
• 申請（專利權）人: 廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C32/00;C22C1/05;B22F5/12;B28D5/04
• 代理公司: 廈門加減專利代理事務所(普通合伙) 35234
• 代理人: 李強;楊澤奇

本發明涉及鎢合金材料技術領域，特別涉及一種合金線材及其制備方法與應用，所述合金線材由鎢合金制成，所述鎢合金包含鎢與鈰的氧化物，所述合金線材的線徑為100μm及以下；所述合金線材的抗拉強度為3800MPa以上。所述合金線材的線徑為60μm及以下；所述合金線材的推拉芯線直徑為350μm以下；所述合金線材的彈性極限強度為2500MPa以上；所述合金線材的抗拉強度為4200MPa以上。本發明中，通過鈰的氧化物摻雜從而獲得具有超高強度且具備良好韌性的合金線材。

技術領域

本發明涉及鎢合金材料技術領域，特別涉及一種合金線材及其制備方法與應用。

背景技術

現已知具有一定較高強度，硬度材料有高碳鋼線、鎢線等。但現有高碳鋼線的抗拉強度一般在4500MPa以下，然而直徑卻大于50μm，且已達到加工極限，無法往更細的直徑進行加工。

此外，鎢在小于1毫米的彎曲半徑下具有無與倫比的柔性，而不銹鋼絲繩在同樣的極小彎曲半徑下可能會由于多次循環的彎曲應力而失效；相較而言，316不銹鋼在2,500–2,550°F溫度下就會熔化，而鎢在溫度達到6,192°F時才會熔化，可見鎢對在要求具備良好耐溫性和優異抗拉強度的機械絲繩應用中，鎢的表現依然出色。

與此同時，憑借使用壽命長和柔性這兩大主要優點，鎢逐漸成為了制造醫用和工業用微型機械絲繩的更具性能優勢的材料。由于鎢具有強韌、柔性和耐高溫性的特質，其制成的鎢絲繩堅固耐用，在長時間內無需維護或更換。首先，鎢是人類已知的最強韌的材料之一。鉆石的莫氏硬度為10，鎢的莫氏硬度為9，而相比之下，不銹鋼的莫氏硬度約為6。

常規鎢絲的抗拉強度一般也在4000MPa以下，然而，其韌性差，生產工藝復雜，加工極其困難，導致難以實現有效的量產。由此，市面上還沒有一種具備適用于量產，并且具備4500MPa以上的高強度高韌性的線材，而在高硬度材料-如半導體材料藍寶石、碳化硅，硅片、磁性材料的切割，高精密器械及高溫爐牽引的線纜或繩索等應用中，亟需一種兼具更高強度、韌性與細度的細絲，使得其在該領域的實際應用中滿足現實的各種需求。

發明內容

為解決上述背景技術中提及的，現有的高強度鎢合金線材在不同尺寸下其性能存在缺陷的問題，本發明提供一種合金線材，所述合金線材由鎢合金制成，所述鎢合金包含鎢與鈰的氧化物；所述合金線材的線徑為100μm及以下；所述合金線材的抗拉強度為3800MPa以上。

進一步地，所述合金線材的鈰的氧化物含量為0.1wt％～1.5wt％。

進一步地，所述合金線材的線徑為60μm及以下；所述合金線材的推拉芯線直徑為350μm以下；

所述合金線材的彈性極限強度為2500MPa以上；所述合金線材的抗拉強度為4200MPa以上。

進一步地，所述鎢合金還包含有金屬元素M，所述金屬元素M選自鉀、錸、鉬、鐵、鈷或稀土金屬中的至少一種。

進一步地，所述鉀的含量小于80ppm。

進一步地，所述鎢合金還包含有除鈰的氧化物以外的其他一種或多種稀土氧化物。

本發明提供一種如上所述的合金線材的制備方法，包括摻雜制粉、壓制、燒結、開坯；所述開坯包括采用多輥軋制的方式對燒結坯條開坯，以使軋制后鎢桿中鈰的氧化物顆粒沿絲材縱向長度與顆粒橫截面粒徑比值5。

進一步地，所述摻雜制粉包括以下步驟：

固液摻雜、還原、制粉；

所述固液摻雜包括對混合后的鎢摻雜溶液進行分階段式烘干，所述分階段式烘干至少包括2個溫度階段，所述2個溫度階段以100℃為分界線，先在低于100℃下加熱烘干，再在100℃以上加熱烘干。