本發(fā)明涉及一種鉬銅合金絲材的制備方法，屬于有色金屬加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鉬銅合金是由一定比例的鉬和銅元素組成的假合金材料，它具有鉬的高強(qiáng)度、高硬度和低膨脹系數(shù)特性，同時又具有銅的高導(dǎo)電和導(dǎo)熱等特性，因此，鉬銅合金廣泛應(yīng)用于各類高壓電氣開關(guān)的電觸頭、電阻焊電極、電子封裝和熱沉積材料以及高溫燃?xì)獠课涣悴考?。鉬銅合金棒絲材作為鉬銅合金材料的主要產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于高壓開關(guān)、觸發(fā)電極、航天軍工等相關(guān)領(lǐng)域。

一般情況下，鉬銅合金是采用粉末冶金方法先制得多孔的鉬坯料骨架后滲銅燒結(jié)而成，在鉬銅合金燒結(jié)坯料中，往往存在一定數(shù)量的孔隙，使其致密度相對較低，導(dǎo)致其耐應(yīng)力性弱，也對鉬銅合金的應(yīng)用性能造成一定的影響，所以需要通過變形加工的方式減少孔隙以制成致密度高、性能高的鉬銅合金絲材。

鉬銅合金制品變形加工較為困難，利用傳統(tǒng)的加工工藝加工時常出現(xiàn)劈裂、分層、斷裂等問題。常見的鉬銅合金棒絲材的加工方法包括機(jī)械加工、拉伸、輥拉、軋制和擠壓加工。機(jī)械加工是將鉬銅合金燒結(jié)棒材直接進(jìn)行車削加工而制成所需尺寸的絲棒材，這種方法加工的絲棒材致密度低、性能較差，而且造成了材料的大量浪費。直接拉伸、輥拉時容易出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象，而軋制與擠壓加工需要配備大型軋機(jī)和擠壓機(jī)，而且需要不同型號的多臺軋機(jī)配合使用，成本投入相對較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種鉬銅合金絲材的制備方法，既提高了材料電導(dǎo)率等性能，又提高了材料的加工性能；在提高材料利用率的同時又降低了設(shè)備投入成本。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種鉬銅合金絲材的制備方法，其包括以下步驟：

(1)制備鉬銅合金燒結(jié)棒坯，將棒坯表面進(jìn)行車光處理；

(2)將車光后的鉬銅合金棒坯預(yù)熱后經(jīng)熱旋鍛成棒材；

(3)棒材進(jìn)行退火處理；

(4)退火后的棒材進(jìn)行拉拔和中間退火，最后制備成絲材。

步驟(1)中，鉬銅合金燒結(jié)棒坯中，鉬和銅的重量百分比為：鉬50～70％、銅 30～50％；采用常規(guī)方法制備鉬銅合金燒結(jié)棒坯，所述的棒坯由熔滲工藝制備，或者由鉬銅復(fù)合粉經(jīng)壓制、燒結(jié)工藝制備。所述的鉬銅合金燒結(jié)棒坯直徑為Φ10～Φ15mm；經(jīng)車光處理后，得到表面粗糙度為Ra6.3以下，直徑為Φ8～Φ13mm的鉬銅合金棒材。

步驟(2)中，熱旋鍛開坯前鉬銅合金棒坯的預(yù)熱溫度為700～900℃，預(yù)熱氣氛為氫氣，保溫時間為8～20min；其中鉬銅合金預(yù)熱溫度隨鉬含量增加而升高，不高于900℃，保溫時間隨直徑的變小而減少，不少于8min。

預(yù)熱后，棒坯送至旋鍛機(jī)進(jìn)行熱旋鍛；熱旋鍛時采用一火一道次，熱旋鍛速度為1.2～1.6m/min，每道次變形量為25％～35％。這時棒材溫度已經(jīng)下降很多，對棒材的繼續(xù)變形不利，需要重新回爐預(yù)熱，然后再旋鍛加工，這樣經(jīng)過多道次旋鍛至棒材，棒材的直徑范圍為5.3～8.0mm，總變形量為40％～85％。

步驟(3)中，棒材進(jìn)行退火處理，從而消除內(nèi)應(yīng)力，為下道拉拔工序做準(zhǔn)備。鉬銅合金棒材的退火制度為：退火溫度為800～1000℃，退火時間為15～25min，保護(hù)氣氛為氫氣。

步驟(4)中，退火后的棒材在鏈?zhǔn)嚼z機(jī)上進(jìn)行多道次冷拉拔，拉拔時棒材表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為6～10m/min，道次變形量為8～18％。

在棒材的多道次拉拔變形過程中，每當(dāng)變形量達(dá)到25％時進(jìn)行一次中間退火，以減少加工硬化。中間退火溫度為300～500℃，退火時間為10～20min，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間隨絲材直徑的減少而縮短。

最后，鉬銅合金棒材經(jīng)多道次拉拔成，得到直徑為Φ2～Φ5mm的絲材。

本發(fā)明方法采用先熱旋鍛開坯，使鉬銅合金棒材內(nèi)的孔隙焊合，這樣既提高了材料電導(dǎo)率等性能，又提高了材料的加工性能；隨后再進(jìn)行冷拉伸工序，提高材料利用率的同時又降低了設(shè)備投入成本。

本發(fā)明方法不僅解決了常規(guī)生產(chǎn)方法的設(shè)備投入大、成品率低、材料浪費嚴(yán)重等問題，而且提高了鉬銅合金絲材的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度，降低了成本。該方法制備工藝簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，材料利用率高，設(shè)備投入小，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鉬銅合金絲材制備方法的流程圖。

具體實施例

下面通過實施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制于所述實施范例范圍之中。

如圖1所示，為本發(fā)明鉬銅合金絲材制備方法的流程，包括鉬銅合金棒坯表面車光、反復(fù)預(yù)熱及旋鍛棒坯至棒材A、棒材A進(jìn)行退火處理、反復(fù)拉拔及退火處理棒材A至絲材B，其具體步驟如下：

(1)采用常規(guī)方法制備鉬銅合金燒結(jié)棒坯，表面進(jìn)行車光處理；鉬銅合金燒結(jié)棒坯中，鉬和銅的重量百分比為：鉬50～70％、銅30～50％；棒坯由熔滲工藝制備，或者由鉬銅復(fù)合粉經(jīng)壓制、燒結(jié)工藝制備。棒坯直徑為Φ10～Φ15mm；經(jīng)車光處理后，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下，直徑為Φ8～Φ13mm。

(2)將車光后的鉬銅合金棒坯預(yù)熱后送至旋鍛機(jī)旋鍛成一定規(guī)格的棒材A；鉬銅合金棒材在氫氣氣氛保護(hù)下，在700～900℃溫度下保溫8～20min，然后送至旋鍛機(jī)旋鍛。熱旋鍛開坯采用一火一道次，熱旋鍛速度為1.2～1.6m/min，每道次變形量為25％～35％。經(jīng)過多道次旋鍛至棒材，棒材的直徑范圍為5.3～8.0mm，總變形量為40％～85％。

(3)棒材A進(jìn)行退火處理；在氫氣氣氛保護(hù)下，退火溫度為800～1000℃，退火時間為20min。

(4)退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)拉拔和中間退火，最后制備成一定規(guī)格的絲材B；棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行多道次拉拔，拉拔時棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為6～10m/min，道次變形量為8～18％；棒材A多道次拉拔變形過程中，每當(dāng)變形量達(dá)到25％時進(jìn)行一次中間退火。中間退火溫度為300～500℃，退火時間為10～20min，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間隨絲材直徑的減少而縮短。最終，鉬銅合金棒坯經(jīng)多道次拉拔成為直徑Φ2～Φ5mm的鉬銅合金絲材B。

實施例1

由熔滲工藝制備的銅含量為30wt％、鉬含量為70wt％的直徑為Φ10mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ8mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到900℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ6.5mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ5.3mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為1000℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為20min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為8m/min，依次經(jīng)過Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次變形量分別為11％、8％、8％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行500℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

實施例2

由熔滲工藝制備的銅含量為30wt％、鉬含量為70wt％的直徑為Φ15mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ13mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到900℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ11mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ8mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為1000℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為30min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為6m/min，依次經(jīng)過Φ7.5、Φ7.0的模具(道次變形量分別為12％、13％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行500℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

實施例3

由熔滲工藝制備的銅含量為40wt％、鉬含量為60wt％的直徑為Φ10mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ8mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到800℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ6.5mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ5.3mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為950℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為20min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為8m/min，依次經(jīng)過Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次變形量分別為11％、8％、8％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行400℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

實施例4

由熔滲工藝制備的銅含量為40wt％、鉬含量為60wt％的直徑為Φ15mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ13mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到800℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ11mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ8mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為950℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為30min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為6m/min，依次經(jīng)過Φ7.5、Φ7.0的模具(道次變形量分別為12％、13％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行400℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

實施例5

由熔滲工藝制備的銅含量為50wt％、鉬含量為50wt％的直徑為Φ10mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ8mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到700℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ6.5mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ5.3mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為900℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為20min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為8m/min，依次經(jīng)過Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次變形量分別為11％、8％、8％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行300℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

實施例6

由熔滲工藝制備的銅含量為50wt％、鉬含量為50wt％的直徑為Φ15mm、長320mm的鉬銅合金棒料進(jìn)行表面車光處理，車后直徑為Φ13mm，表面粗糙度達(dá)到Ra6.3以下。在氫氣保護(hù)下加熱到700℃，保溫15min，送至旋鍛機(jī)旋鍛至直徑Φ11mm，旋鍛速度為1.2～1.6m/min，變形量為30％左右，按上述加熱和旋鍛步驟反復(fù)旋鍛成直徑為Φ8mm的棒材A。棒材A進(jìn)行退火，退火溫度為900℃，保護(hù)氣氛為氫氣，退火時間為30min。退火后的棒材A送至鏈?zhǔn)嚼z機(jī)進(jìn)行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作為潤滑劑，拉拔速度為6m/min，依次經(jīng)過Φ7.5、Φ7.0的模具(道次變形量分別為12％、13％)，在氫氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行300℃、20min的退火，退火時間隨直徑的減少而減少。按照上述拉拔步驟和退火機(jī)制反復(fù)拉拔成Φ2～Φ5mm的絲材B。

表1為本發(fā)明實施例1～6中鉬銅合金絲材B的電導(dǎo)率及材料利用率。

表1實施例1～6中鉬銅合金絲材B的電導(dǎo)率及材料利用率

通過本發(fā)明的制備方法，將直徑Φ8～Φ15mm的鉬銅合金棒材進(jìn)行熱旋鍛開坯和冷拉拔，得到直徑Φ2～Φ5mm、電導(dǎo)率高的鉬銅合金絲材。該方法制備工藝簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，材料利用率高，設(shè)備投入小，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。