一種超大型細晶鉬電極的制備方法
【專利摘要】一種超大型細晶鉬電極的制備方法，采用純度＞99.95%的鉬粉制得，其中，鉬電極的直徑為500—700㎜，長度為2500-3000㎜，取鉬粉裝入膠膜內(nèi)，靜壓成型，后置于中頻爐，氫氣氣氛下燒結(jié)成棒坯后，置入模具中，鍛打模具，后置入回火爐，形成細晶組織,后取出清洗、干燥后制得產(chǎn)品。本發(fā)明克服了燒結(jié)和鍛打的工藝缺陷，工藝簡單，易工業(yè)化生產(chǎn)控制，降低污染，成本低，質(zhì)量提高，生產(chǎn)效率極大提高。
【專利說明】一種超大型細晶鉬電極的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑰電極的制備方法，具體地說為一種用純鑰粉制成的超大型細晶鑰電極的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，玻璃纖維絲生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常要使用到鑰電極，將鑰電極放入玻璃原料中，將玻璃融化成液態(tài)并拉絲制成保溫棉纖維，該種鑰電極要求具備較高的耐高溫性、致密性以及較細的晶粒度，而且同時該領(lǐng)域所用到的一般為直徑為500— 700 mm,長度為2500-3000 mm的超大型鑰電極，常規(guī)的制備方法主要用于制備直徑較小的鑰電極，主要是采用擠壓或者拉拔的成型工藝進行加工成型，最后經(jīng)熱處理，機加工形成的鑰棒，該類方法對設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，成本較高，同時由于鑰電極尺寸較大，采用該方法制備大鑰電極十分困難，而且制備出的鑰棒耐高溫性能差、致密性較差且晶粒度也較大，完全不符合該領(lǐng)域所用大鑰電極的要求。
[0003]一些企業(yè)嘗試采用燒結(jié)、鍛打成型的工藝，其步驟是:高溫燒結(jié)-降溫處理-再升溫后鍛打-低溫回火-精加工。在對鑰材料處理時都采用了經(jīng)高溫燒成后需采用水循環(huán)降溫處理的工藝。該種工藝的處理方法雖然對增加材料的致密性有所幫助，但均不能形成細晶組織。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)中還存在一重大缺陷，既在鍛打過程中，均采用直接鍛打棒坯的表面，且鍛打中對材料的變形量無法控制，其鍛打方法嚴重影響了細晶組織的形成和質(zhì)量。
[0005]還有，現(xiàn)有技術(shù)中回火的溫度均采用低溫回火，回火溫度均在450-500°C，由于回火溫度較低，嚴重破壞了產(chǎn)品細晶組織的形成，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種超大型細晶鑰電極的制備方法，制成的細晶鑰電極長度增加(長度2500-3000 mm)、直徑加大(直徑在500— 700 mm)，采用該方法可大大提高了細晶組織的形成和穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品的強度與密度。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度>99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm,
步驟一、取粒度2.8-3.8μπι的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采用160-200MPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在1900-2000°C燒結(jié)55-65小時，燒成棒坯后，備用;
步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1350-1400°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500— 700 mm的棒狀構(gòu)件；
步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1000-120(TC的回火爐中，保持1-3小時，穩(wěn)定細晶組織； 步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ;
步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
[0008]本發(fā)明中，所述的燒結(jié)，可在真空下燒結(jié)，真空燒結(jié)時溫度從零度至2000°C逐步升溫。
[0009]所述步驟一燒結(jié)過程中，中頻爐內(nèi)保持溫度在1900°C燒結(jié)60小時，燒成棒坯。
[0010]所述步驟二中，在鍛打之前控制棒坯的溫度1400°C。
[0011]所述步驟三中，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1200°C的回火爐中，保持2小時，
穩(wěn)定細晶組織。
[0012]本發(fā)明，采用鑰材料制成，由于鑰與鎢的性質(zhì)非常相近，其浮點和導(dǎo)電性能突出，線熱膨脹系數(shù)小，較鎢容易加工。鑰的導(dǎo)熱率【135瓦/ (米?開)】與比熱【0.276千焦(千克?開)】呈最佳搭配，其熔點:2620°C，強度和密度大于鎢，鑰在1200°C仍有高的強度，鑰具有兩倍于鎢的能力。
[0013]鑰在真空爐工作的溫度和壓力下，具有極低的蒸汽壓，因此，鑰對爐內(nèi)工作或工作物質(zhì)的污染最小，并且蒸發(fā)損失不會制約加熱元件和隔熱包封等鑰質(zhì)高溫零件的使用壽命O
[0014]本發(fā)明采用純度較高的鑰粉，制成的鑰電極長度增加(長度2500-3000 mm)，直徑加大(直徑為500— 700 mm)，而且在鍛制加工時使得鑰的晶粒形成細晶組織，大大提高鑰電極的使用壽命。
[0015]本發(fā)明，基于鑰粉強度高的特點，采用模具將鑰粉制成空心的粉質(zhì)鑰管坯，改變了國外擠壓或拉拔的成型工藝。
[0016]本發(fā)明，在成型的坯燒結(jié)時，取消了降溫工序(特別是水循環(huán)降溫工序)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，降溫過程中可破壞材料的細晶組織的形成。采用高溫燒結(jié)后直接鍛打，可保持細晶組織的形成，該工藝產(chǎn)生的效果是事先沒有預(yù)料到的。
[0017]本發(fā)明，改變了鍛打工藝，以往的鍛打均直接鍛打棒坯的表面，其缺陷是:鍛打不均勻，無法控制變形量，產(chǎn)品質(zhì)量差，合格率低，還極易破壞棒坯的結(jié)晶。本發(fā)明采用將棒坯置入模具中，直接鍛打模具，有效控制了棒坯的變形量(本發(fā)明變形量的控制為小于50%)，既不破壞細晶組織，產(chǎn)品性能大大提高，合格率可實現(xiàn)100%。
[0018]本發(fā)明，改變了回火工藝，以往的回火均采用低溫(450-500°C)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，低溫回火對鑰的細晶組織破壞性很大，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明回火溫度采用1000-1200°C，大大提高了細晶組織的形成和穩(wěn)定性，極大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命，該工藝所產(chǎn)生效果是事先沒有想到的。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
首先，本發(fā)明克服了以往只能生產(chǎn)1700 mm以下長度鑰電極的缺陷，將鑰電極的長度增加到 2500-3000 mm，直徑加大 500—700 mm。
[0020]其二，本發(fā)明克服了燒結(jié)困難的缺陷，改變了以往燒結(jié)后需采用水循環(huán)降溫的難題。本發(fā)明在高溫燒結(jié)工藝中省略了降溫工藝，采用高溫燒結(jié)后直接鍛打，該工藝有利于增加材料的致密性，形成細晶組織。
[0021]其三，本發(fā)明克服了鍛打工藝致密性差、鍛打不均勻的缺陷，將以往鍛打過程中直接鍛打棒坯的表面，改為將棒坯裝入模具中鍛打模具的工藝，有效控制了鍛打的變形量〈50%,有效加速了細晶組織的形成和質(zhì)量提聞。
[0022]其四，本發(fā)明克服了鍛打成型后回火不均勻和低溫回火導(dǎo)致的應(yīng)力變化的缺陷，將以往的低溫回火(450-500°C )改為高溫回火(1000-1300 °C )，極大保證了材料在回火條件下的性能，有效穩(wěn)定材料在1200°C仍有高的強度和密度，細晶組織形成后，確保鑰在真空爐工作的溫度和壓力下具有極低的蒸汽壓，使其對爐內(nèi)工作或工作物質(zhì)的污染最小，并且蒸發(fā)損失不會制約加熱元件和隔熱包封等鑰質(zhì)高溫零件的使用壽命。
[0023]其五，本發(fā)明工藝簡單，易工業(yè)化生產(chǎn)控制，降低了污染。
[0024]其六，本發(fā)明降低了生產(chǎn)成本，提高了質(zhì)量，生產(chǎn)效率極大提高。

【具體實施方式】
[0025]一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度> 99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm,
步驟一、取粒度2.8-3.8μπι的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采用160-200MPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在1900-2000°C燒結(jié)55-65小時，燒成棒坯后，備用;
步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1350-1400°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500— 700 mm的棒狀構(gòu)件；
步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1000-120(TC的回火爐中，保持1-3小時，穩(wěn)定細晶組織；
步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ;
步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
[0026]所述的燒結(jié)，可在真空下燒結(jié)，真空燒結(jié)時溫度從零度至2000°C逐步升溫。
[0027]實施例一、一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度> 99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm,
步驟一、取粒度2.8 μ m的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采用160MPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在1900°C燒結(jié)55小時，燒成棒坯后，備用；
步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1350°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500—700 mm的棒狀構(gòu)件；
步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1000°c的回火爐中，保持I小時，穩(wěn)定細晶組織；
步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ;
步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
[0028]實施例二、一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度> 99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm, 步驟一、取粒度3 μ m的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采用ISOMPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在1950°C燒結(jié)60小時,燒成棒還后,備用；
步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1380°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500—700 mm的棒狀構(gòu)件；
步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1100°C的回火爐中，保持2小時，穩(wěn)定細晶組織；
步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ;
步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
[0029]實施例三、一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度> 99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm,
步驟一、取粒度3.8 μ m的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采用200MPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在200(TC燒結(jié)65小時，燒成棒坯后，備用；
步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1400°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500—700 mm的棒狀構(gòu)件；
步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1200°C的回火爐中，保持3小時，穩(wěn)定細晶組織；
步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ;
步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
【權(quán)利要求】
1.一種超大型細晶鑰電極的制備方法，采用純度> 99.95%的鑰粉制得，其中，鑰電極的直徑為500— 700 mm，長度為2500-3000 mm，其特征在于: 步驟一、取粒度2.8-3.8μπι的鑰粉，裝入事先制好的橡膠模套內(nèi)，采160-200MPa靜壓成型，后置于中頻爐，在氫氣氣氛下，保持溫度在1900-2000°C燒結(jié)55-65小時，燒成棒坯后，備用; 步驟二、從中頻爐取出燒成的棒坯，置入事先制好的模具中，控制棒坯的溫度1350-1400°C，鍛打棒坯模具，鍛打時控制棒坯的變形量< 50%，鍛打成長度2500-3000 mm、直徑為500— 700 mm的棒狀構(gòu)件； 步驟三、卸掉模具，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1000-1200°C的回火爐中，保持1-3小時，穩(wěn)定細晶組織； 步驟四、對棒狀構(gòu)件進行機械加工，兩端部切平，一側(cè)端面上打螺紋孔，后磨光使表面粗糙度達到Ral.6—Ra3.2 μ m ; 步驟五、機械加工后經(jīng)清洗，干燥，制得超大型細晶鑰電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大型細晶鑰電極的制備方法，其特征在于:所述的燒結(jié)，可在真空下燒結(jié)，真空燒結(jié)時溫度從零度至200(TC逐步升溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大型細晶鑰電極的制備方法，其特征在于:所述步驟一燒結(jié)過程中，中頻爐內(nèi)保持溫度在1900°C燒結(jié)60小時，燒成棒坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大型細晶鑰電極的制備方法，其特征在于:所述步驟二中，在鍛打之前控制棒坯的溫度1400°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大型細晶鑰電極的制備方法，其特征在于:所述步驟三中，取出鍛打成型的棒狀構(gòu)件，置入1200°C的回火爐中，保持2小時，穩(wěn)定細晶組織。
【文檔編號】B22F3/17GK104190937SQ201410275354
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】張靈杰, 張二召 申請人:洛陽科威鎢鉬有限公司