專利名稱：：一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，屬于熱處理領(lǐng)域。技術(shù)背景高比重合金材料是一類以鎢為基體(沐含量85-99%)，并添加有Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素組成的合金，比重大、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)大、熱膨脹系數(shù)小、廣泛地運(yùn)用在航天、航空、軍事等工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前，高比重合金材料在航天、航空、軍事等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，存在加工硬度現(xiàn)象而帶來脆性大的問題。為了降低材料的脆性，提高材料的塑性性能指標(biāo)，可采用傳統(tǒng)退火工藝，比如加熱爐退火，電阻熱退火，中高頻加熱爐退火等工藝。但由于傳統(tǒng)退火原理是通過熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，出現(xiàn)了處理過的材料的脆性降低、塑性指標(biāo)提高的同時，材料的強(qiáng)度、硬度出現(xiàn)明顯降低的現(xiàn)象，難以滿足高比重合金材料在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求。另外，傳統(tǒng)退火工藝過程較為復(fù)雜，還容易造成環(huán)境污染等問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決利用傳統(tǒng)退火工藝對高比重合金材料進(jìn)行退火存在脆性、塑性指標(biāo)有所提高的同時，卻出現(xiàn)強(qiáng)度和硬度明顯降低的問題，提供了一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法。本發(fā)明方法包括以下步驟步驟一、在高比重合金材料兩端分別安裝一個接電端子，其中一個接電端子與脈沖電源的正脈沖電流輸出電極相連，另一個接電端子與脈沖電源的負(fù)脈沖電流輸出電極相連；步驟二、調(diào)整脈沖電源輸出脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5000A6000A，頻率100Hz500Hz，脈寬40ys60ys;步驟三、脈沖電源通電5s20s，脈沖電源連續(xù)輸出的電脈沖對所述高比重合金材料進(jìn)行退火處理；步驟四、自然冷卻至室溫。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用本發(fā)明的電脈沖退火工藝處理高比重合金材料，即利用高密度電脈沖處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱效應(yīng)處理的退火新方法可以降低功耗，簡化工藝過程，在提高塑性性能指標(biāo)的同時保證材料的強(qiáng)度和硬度指標(biāo)。塑性指標(biāo)由2%5%，強(qiáng)度指標(biāo)略有提高。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖，圖2是電脈沖電源的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是拉伸實(shí)驗(yàn)對比曲線，其中實(shí)線代表退火前的高比重合金材料的拉伸實(shí)驗(yàn)曲線，虛線代表利用本發(fā)明方法退火處理25秒后的高比重合金材料的拉伸實(shí)驗(yàn)曲線。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一下面結(jié)合圖1至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式方法包括以下步驟步驟一、在高比重合金材料兩端分別安裝一個接電端子，其中一個接電端子與脈沖電源的正脈沖電流輸出電極相連，另一個接電端子與脈沖電源的負(fù)脈沖電流輸出電極相連；步驟二、調(diào)整脈沖電源輸出脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5000A6000A，頻率100Hz500Hz，脈寬40ys60ys;步驟三、脈沖電源通電5s20s，脈沖電源連續(xù)輸出的電脈沖對所述高比重合金材料進(jìn)行退火處理，利用脈沖電源配置的示波器觀察波形圖，利用紅外線測溫儀觀察溫升情況；步驟四、自然冷卻至室溫。本實(shí)施方式給出一個具體的實(shí)施例，參見圖2所示，給出一個脈沖電源的具體電路圖，所述脈沖電源可實(shí)現(xiàn)的工藝參數(shù)為電流5000A6000A，頻率100Hz500Hz，脈寬40ys60ys，所述脈沖電源包括整流電路l、濾波電路2、自帶體二極管的IGBT3、單片機(jī)4、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電容C1、第一電感L1、單向可控硅SCR和變壓器T。整流電路1的正極輸出端與濾波電路2的一端相連，整流電路l的正極輸出端同時還與自帶體二極管的IGBT3的漏極相連，自帶體二極管的IGBT3的源極與第一二極管D1的陽極相連，第一二極管D1的陰極與第一電感L1的一端相連，第一二極管D1的陰極端同時還與第二二極管D2的陰極相連，第二二極管D2的陽極與第一電容C1的一端相連，第一電容C1的另一端與第一電感L1的另一端相連，第一電感L1和第一電容C1的連接點(diǎn)引出線與單向可控硅SCR的陽極相連，單向可控硅SCR的陰極與變壓器T的原邊繞組的一端相連，變壓器T的原邊繞組的另一端與第二二極管D2的陽極相連，單向可控硅SCR的控制極與單片機(jī)4的可控硅控制端相連，單片機(jī)4的IGBT控制端與自帶體二極管的IGBT3的柵極相連。整流電路1的負(fù)極輸出端與濾波電路2的另一端相連，整流電路l的負(fù)極輸出端同時還與第二二極管D2的陽極相連，并接地。整流電路1由第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極管D8組成，構(gòu)成全橋整流電路，第三二極管D3和第六二極管D6的連接點(diǎn)引出線接三相電的Va，第四二極管D4和第七二極管D7的連接點(diǎn)引出線接三相電的Vb，第五二極管4D5和第八二極管D8的連接點(diǎn)引出線接三相電的Vc，第三二極管D3、第四二極管D4和第五二極管D5的陰極相連，并作為整流電路l的正極輸出端，第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極管D8的陽極相連，并作為整流電路l的負(fù)極輸出端。濾波電路2由第二電容C2和第二電感L2組成，第二電容C2和第二電感L2并聯(lián)連接，并聯(lián)后的兩端分別與整流電路l的正、負(fù)極輸出端相連。380V三相電Va、Vb、Vc由整流電路l進(jìn)行整流，變成直流，再經(jīng)濾波電路2的濾波輸出，為大容量儲能元件電解電容抓第一電容C1充電，單片機(jī)4控制自帶體二極管的IGBT3和單向可控硅SCR的導(dǎo)通，自帶體二極管的IGBT3是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，它實(shí)現(xiàn)斬波調(diào)壓，采用恒流方式將整流電路提供的電能轉(zhuǎn)換到第一電容C1上，使第一電容C1達(dá)到規(guī)定的放電電壓，輸出部分主要由單向可控硅SCR變壓器T組成，達(dá)到規(guī)定的放電電壓的第一電容C1經(jīng)過SCR對變壓器T進(jìn)行放電，最后加載到高比重合金材料上。采用單片機(jī)4為核心對整體脈沖電源進(jìn)行控制，包括控制單向可控硅SCR的導(dǎo)通時序和控制自帶體二極管的IGBT3的導(dǎo)通時序并為其提供設(shè)定信號，從而正常穩(wěn)定的為負(fù)載(高比重合金材料)提供連續(xù)的高密度脈沖電流。變壓器T的副邊為脈沖電源的兩個脈沖電流輸出電極，輸出電極可采用銅電極，即正、負(fù)輸出銅電極，所述正、負(fù)輸出銅電極分別接一個高比重合金材料的接電端子，當(dāng)要對變壓器T副邊的高比重合金材料退火時，首先合上總開關(guān)K，再按照本實(shí)施方式所述方法進(jìn)行退火。當(dāng)脈沖電源工作時，通過控制外接鍵盤來調(diào)整脈沖電脈沖工藝參數(shù)為電流5000A6000A、頻率100Hz600Hz、脈寬40ys60ys，實(shí)時顯示在LED顯示屏上，示波器接口用來連接輔助工具示波器，利用紅外線測溫儀觀察溫升。脈沖電源對加載的高比重合金材料通電5s20s，退火后得到高比重合金材料的延伸率提高2%5%，強(qiáng)度指標(biāo)略有提高。參見圖3所示，這是采用電脈沖退火工藝前后拉伸曲線的比較圖，做實(shí)驗(yàn)的高比重合金材料選用小2X75mm的圓棒，將工藝參數(shù)設(shè)置成如表l所示。實(shí)線代表退火前的拉伸曲線，虛線代表退火后的拉伸曲線，可以明顯的看出采用電脈沖退火后，高比重合金材料延伸率由9.8%提高到12%，即脆性降低，塑性提高，抗拉強(qiáng)度不但沒有降低反而略有提高。表l實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明3提出了一種新的熱處理工藝抓電脈沖退火工藝，即利用高密度電脈沖處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱效應(yīng)處理的退火新方法。采用本方法，可以降低功耗，簡化工藝過程，在提高塑性性能指標(biāo)的同時保證材料的強(qiáng)度和硬度指標(biāo)。具體實(shí)施方式二本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于，步驟二所述的脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5300A5800A，頻率300Hz400Hz，脈寬45ys55ys，其它與實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于，步驟二所述的脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5500A，頻率300Hz，脈寬50ys，其它與實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式四本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于，步驟三所述的脈沖電源通電為10s15s，其它與實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式五本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處在于，步驟三所述的脈沖電源通電為15s，其它與實(shí)施方式一相同。權(quán)利要求1.一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、在高比重合金材料兩端分別安裝一個接電端子，其中一個接電端子與脈沖電源的正脈沖電流輸出電極相連，另一個接電端子與脈沖電源的負(fù)脈沖電流輸出電極相連；步驟二、調(diào)整脈沖電源輸出脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5000A～6000A，頻率100Hz～500Hz，脈寬40μs～60μs；步驟三、脈沖電源通電5s～20s，脈沖電源連續(xù)輸出的電脈沖對所述高比重合金材料進(jìn)行退火處理；步驟四、自然冷卻至室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，其特征在于，步驟二所述的脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5300A5800A，頻率300Hz400Hz，脈寬45ys55ys。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，其特征在于，步驟二所述的脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5500A，頻率300Hz，脈寬50ys。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，其特征在于，步驟三所述的脈沖電源通電為10s15s。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，其特征在于，步驟三所述的脈沖電源通電為15s。全文摘要一種高比重合金材料電脈沖退火工藝方法，屬于熱處理領(lǐng)域，本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)退火工藝對高比重合金材料退火存在脆性、塑性指標(biāo)有所提高時，強(qiáng)度和硬度卻明顯降低的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟一、在高比重合金材料兩端分別安裝一個接電端子，其中一個接電端子與脈沖電源的正脈沖電流輸出電極相連，另一個接電端子與脈沖電源的負(fù)脈沖電流輸出電極相連；二、調(diào)整脈沖電源輸出脈沖電流的工藝參數(shù)為電流5000A～6000A，頻率100Hz～500Hz，脈寬40μs～60μs；三、脈沖電源通電5s～20s，脈沖電源連續(xù)輸出的電脈沖對所述高比重合金材料進(jìn)行退火處理；四、自然冷卻至室溫。本發(fā)明用于高比重合金材料的電脈沖退火。文檔編號C21D1/26GK101660026SQ200910308158公開日2010年3月3日申請日期2009年10月10日優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日發(fā)明者孫紅鐿,馬文琦申請人:孫紅鐿