專利名稱：一種稀土鉬合金絲材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種稀土鉬合金絲材及其制備方法，涉及一種用于特種燈泡及電光源器件中的零部件、金屬加工切割絲和窯爐中加熱絲的鉬合金絲材及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于難熔金屬鉬具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較低的膨脹系數(shù)和易加工性，因而在汽車鹵鎢燈、高壓鈉燈、照明鹵鎢燈等特種燈泡及電光源器件中廣泛使用鉬絲材來制造它們所需的燈泡掛鉤、繞燈絲用芯線、導(dǎo)桿、引出線及塑性支架等零部件，在金屬加工行業(yè)中被廣泛用作線切割鉬絲，在窯爐行業(yè)中用作氫氣爐用加熱絲。但是在具有高溫性能要求的零件中，如高溫?zé)糁Ъ芙z、高溫電爐(在氣體保護(hù)或真空下)發(fā)熱體的元件都需要鉬絲具有較好的高溫使用性能，純鉬絲的再結(jié)晶溫度只有1000～1200℃，因而往往出現(xiàn)脆性和斷裂，其高溫強(qiáng)度也低且易變形，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足上述行業(yè)的使用要求。這是因?yàn)榇藭r(shí)其再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大且在再結(jié)晶后形成等軸的晶粒結(jié)構(gòu)所致。在金屬加工行業(yè)中，需要線切割鉬絲具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低塑性、使用壽命長(zhǎng)等性能，相比之下純鉬絲的強(qiáng)度低、耐磨性差、塑性偏高、使用壽命短，不能滿足機(jī)械行業(yè)用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加工性能好、抗拉強(qiáng)度高、再結(jié)晶溫度高、耐磨性能強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不易彎曲脆斷、成品率高、材料一致性好、使用壽命長(zhǎng)的稀土鉬合金絲材及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種稀土鉬合金絲材，其特征在于該絲材的合金中含有La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，兩種稀土氧化物占合金總量的重量百分比為0.4％～1.0％，且La2O3∶Y2O3的重量比例為4∶1。
一種稀土鉬合金絲材的制備方法，其特征在于制備過程依次為a.以二鉬酸銨為原料加氫氣進(jìn)行一次還原得到二氧化鉬；b.按照合金絲的設(shè)計(jì)成分比La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，用硝酸進(jìn)行溶解；c.將二氧化鉬和La(NO3)3、Y(NO3)3溶液在真空下進(jìn)行摻雜均勻后、干燥得摻雜二氧化鉬粉；d.將摻雜后的二氧化鉬在進(jìn)行二次氫氣還原，得摻雜鉬粉；e.將摻雜鉬粉進(jìn)行冷等靜壓壓制成稀土摻雜鉬棒；f.將稀土摻雜鉬棒在1250℃溫度下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)1小時(shí)；再在1900℃溫度下高溫?zé)Y(jié)6小時(shí)，得到燒結(jié)摻雜鉬棒；g.將燒結(jié)摻雜鉬棒在1650℃溫度下進(jìn)行一次開坯；在1250℃溫度下進(jìn)行二次機(jī)軋制開坯，得到軋制鉬桿；h.將軋制鉬桿進(jìn)行大盤拉拔成絲；再將拉拔絲在1250±50℃溫度保溫退火30min；消除內(nèi)應(yīng)力后進(jìn)行中盤拉拔，得到Mo-La-Y稀土摻雜絲。
本發(fā)明的稀土鉬合金絲材，它含有La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物；和純鉬相比較，產(chǎn)品的高溫性能好，再結(jié)晶溫度高，比純鉬提高了300～500℃，具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低塑性、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)良性能，在機(jī)械加工行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的制備方法，與采用傳統(tǒng)的粉末冶金生產(chǎn)工藝不同，在二氧化鉬階段進(jìn)行雙錐真空干燥液—固摻雜，而后進(jìn)行二次還原制取二元稀土摻雜鉬粉，再經(jīng)壓制、燒結(jié)、壓力加工等工序制備出規(guī)格為0.5～0.8mmMo-La-Y稀土摻雜鉬絲。本發(fā)明的原料原料廉價(jià)、易得，所制備的鉬絲抗拉強(qiáng)度高、耐磨性能強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不易彎曲脆斷、成品率高、一致性好、使用壽命長(zhǎng)。源為二鉬酸銨，所使用的添加劑La2O3、Y2O3價(jià)格低廉，對(duì)操作人員的身體沒有傷害；生產(chǎn)工藝易于控制，操作簡(jiǎn)便、安全、可靠，在設(shè)備上無需大的投入和改造，適于大規(guī)模生產(chǎn)；采用液—固摻雜方法，和固—固摻雜方法相比較，所添加的合金元素在材料中的分布均勻，產(chǎn)品一致性好；采用的壓力加工工藝是兩道軋制開坯，和旋鍛開坯工藝相比較，產(chǎn)品的損耗低，纖維組織明顯。


附圖為本發(fā)明的制備方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種稀土鉬合金絲材，該絲材的合金中含有La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，兩種稀土氧化物占合金總量的重量百分比為0.4％～1.0％，且La2O3∶Y2O3的重量比例為4∶1。其特征在于制備過程依次為a.以二鉬酸銨為原料加氫氣進(jìn)行一次還原得到二氧化鉬；b.按照合金絲的設(shè)計(jì)成分比La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，用硝酸進(jìn)行溶解；c.將二氧化鉬和La(NO3)3、Y(NO3)3溶液在真空下進(jìn)行摻雜均勻后、干燥得摻雜二氧化鉬粉；d.將摻雜后的二氧化鉬在進(jìn)行二次氫氣還原，得摻雜鉬粉；e.將摻雜鉬粉進(jìn)行冷等靜壓壓制成稀土摻雜鉬棒；f.將稀土摻雜鉬棒在1250℃溫度下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)(時(shí)間1h)；再在1900℃溫度下高溫?zé)Y(jié)(時(shí)間6h)，得到燒結(jié)摻雜鉬棒；g.將燒結(jié)摻雜鉬棒在1650℃溫度下進(jìn)行一次開坯；在1250℃溫度下進(jìn)行二次機(jī)軋制開坯，得到軋制鉬桿；h.將軋制鉬桿進(jìn)行大盤拉拔成絲；再將拉拔絲在1250±50℃溫度保溫退火30min；消除內(nèi)應(yīng)力后進(jìn)行中盤拉拔，得到Mo-La-Y稀土摻雜絲。
實(shí)施例1以二鉬酸銨為原料加氫氣進(jìn)行一次還原得到二氧化鉬；按照重量百分比稱取兩種稀土氧化物并用濃硝酸進(jìn)行溶解備用；將二氧化鉬和La(NO3)3、Y(NO3)3溶液在雙錐真空干燥摻雜鍋中進(jìn)行摻雜，其中空氣壓縮泵的壓力為0.2MPa，摻雜鍋的烘干溫度為70℃，摻雜鍋內(nèi)部的真空度需要控制在0.06MPa以上；將二氧化鉬在四管高溫馬弗爐中進(jìn)行二次氫氣還原，氫氣流量為2.2M3/H，裝舟量為1.0kg/舟，推舟速度為4舟/60min；將Mo-La-Y摻雜鉬粉進(jìn)行冷等靜壓壓制成，得到48mmMo-La-Y稀土摻雜鉬棒，冷等靜壓的壓制壓力為175MPa，保壓時(shí)間為10min，一次卸壓時(shí)間為45s，二次卸壓時(shí)間為5s；并進(jìn)行1250℃馬弗爐預(yù)燒結(jié)1小時(shí)和1900℃中頻高溫?zé)Y(jié)6小時(shí)，得到48mmMo-La-Y燒結(jié)摻雜鉬棒；將48mm燒結(jié)摻雜鉬棒進(jìn)行1650℃Y370軋機(jī)和1250℃Y250 Kocos軋機(jī)軋制開坯，分別得到14.5mm和6.0mm軋制鉬桿；將6.0mmMo-La-Y稀土摻雜鉬桿進(jìn)行R1800、R1500、R1200、R1000大盤拉拔得到1.75mmMo-La-Y稀土摻雜鉬絲；將1.75mm稀土摻雜鉬絲進(jìn)行高溫退火，退火溫度為1250±50℃，保溫時(shí)間為30min；消除內(nèi)應(yīng)力后進(jìn)行中盤拉拔，得到0.5mm和0.8mmMo-La-Y稀土摻雜鉬絲。
制得的摻雜鉬絲合金成份成 表1

48mm燒結(jié)摻雜鉬棒的硬度及密度 表2

3.17mm摻雜鉬絲的力學(xué)性能 表3

2.0mm摻雜鉬絲的力學(xué)性能 表4

表5 1.75mm摻雜鉬絲退火后的力學(xué)性能

表6 0.90mmMo-La-Y摻雜鉬絲的力學(xué)性能

表7 0.80mmMo-La-Y摻雜鉬絲的力學(xué)性能

表8 0.80mmMo-La-Y摻雜鉬絲中溫退火后(1500℃×3h)的力學(xué)性能

表9 0.80mmMo-La-Y摻雜鉬絲中溫退火后(1840℃×6h)的力學(xué)性能

權(quán)利要求
1.一種稀土鉬合金絲材，其特征在于該絲材的合金中含有La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，兩種稀土氧化物占合金總量的重量百分比為0.4％～1.0％，且La2O3∶Y2O3的重量比例為4∶1。
2.一種稀土鉬合金絲材的制備方法，其特征在于制備過程依次為b.以二鉬酸銨為原料加氫氣進(jìn)行一次還原得到二氧化鉬；b.按照合金絲的設(shè)計(jì)成分比La2O3和Y2O3兩種稀土氧化物，用硝酸進(jìn)行溶解；c.將二氧化鉬和La(NO3)3、Y(NO3)3溶液在真空下進(jìn)行摻雜均勻后、干燥得摻雜二氧化鉬粉；d.將摻雜后的二氧化鉬在進(jìn)行二次氫氣還原，得摻雜鉬粉；e.將摻雜鉬粉進(jìn)行冷等靜壓壓制成稀土摻雜鉬棒；f.將稀土摻雜鉬棒在1250℃溫度下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)1小時(shí)；再在1900℃溫度下高溫?zé)Y(jié)6小時(shí)，得到燒結(jié)摻雜鉬棒；g.將燒結(jié)摻雜鉬棒在1650℃溫度下進(jìn)行一次開坯；在1250℃溫度下進(jìn)行二次機(jī)軋制開坯，得到軋制鉬桿；h.將軋制鉬桿進(jìn)行大盤拉拔成絲；再將拉拔絲在1250±50℃溫度保溫退火30min；消除內(nèi)應(yīng)力后進(jìn)行中盤拉拔，得到Mo-La-Y稀土摻雜絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稀土鉬合金絲材及其制備方法。其特征在于該絲材的合金中含有La
文檔編號(hào)B22F3/16GK1876875SQ200610098708
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者李大成, 卜春陽 申請(qǐng)人:金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司