【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灯丝阴极材料，特别涉及一种钨合金丝及其制备方法和用途、碳化钨合金灯丝。
技术介绍
1、灯丝阴极即电子的发射体，广泛应用于微波炉磁控管领域。灯丝阴极的性能对磁控管的工作特性和寿命影响极大，被视为磁控管的心脏。现有的灯丝材料主要采用钨-氧化钍材料制备，或采用钨-稀土氧化物制备，例如：
2、申请号为cn201010299139，公开日为2013年04月03目的中国专利技术专利，公开了一种磁控线圈用粉末的掺杂方法。该专利技术的工艺包括掺杂、搅拌、蒸汽烘干等步骤。其特点是在硝酸钍溶液中加入中和添加剂氨水nh3·h2o溶液，将配置好的混合溶液均匀喷洒到放置在掺杂锅内的蓝钨wo2.9表面并进行搅拌。对掺杂锅抽真空并采用水加热，边加热边搅拌。在真空状态下，采用蒸汽加热的方法烘干粉体，最终得到掺杂均匀、杂质含量少的掺杂钨-氧化钍粉；
3、该专利技术专利(申请号cn201010299139)在纯钨中添加氧化钍的磁控线圈材料寿命可以达到持续工作1000h以上，但这种复合材料所制成的阴极产品脆塑转变温度高，加工成形困难，易导致磁控管阴极在生产、运输过程中发生断裂，且再结晶温度较低，磁控线圈在碳化过程中会发生再结晶异常长大，在使用和搬运过程中时常发生断裂，导致磁控管失效；同时，钍是放射性元素，以钍作为主要添加原料，在冶炼、生产、运输和使用过程中，对环境产生污染，所制成的最终产品对接触者的人体健康也存在潜在的不利影响。
4、综上，传统钨钍灯丝存在放射性，不仅对环境产生污染，所制成的最终产品对接触者的人体健康
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的问题：传统钨钍灯丝存在放射性，不仅对环境产生污染，所制成的最终产品对接触者的人体健康也存在潜在的不利影响，另外，现有钍钨灯丝在碳化后钨基体为晶粒粗大的完全再结晶组织，会导致灯丝在磁控管生产和使用中容易断丝，另外含钍钨材还存在加工性能差、丝材缺陷多等问题。本专利技术提供一种钨合金灯丝以及制备方法，具体技术方案如下：
2、本专利技术提供一种钨合金丝的制备方法，其技术方案为：
3、所述钨合金包含以下组分：0005～0.3wt％碳元素、0.25～2.6wt％所述m元素，0.05～0.5wt％氧元素，余量为钨元素以及不可避免的杂质，且其组分不含钍元素；所述m元素选自la、y、sc、nd、sm、lu、ce、gd、tb、dy、ho、pr、er、tm、yb、eu、hf、zr中的一种或多种组合；
4、所述钨合金丝的制备过程依次包括掺杂制粉、粉末压制、烧结、压力加工步骤；在所述压力加工步骤中，将烧结后制得的钨合金烧结坯条细化加工至直径为1.5～3.5mm的中间规格线材；而后将所述中间规格线材在(1200～1500)℃下进行氧化退火，退火速度为(3～10)m/min；氧化退火后，继续将中间规格线材加工至所需线径规格，即得钨合金丝；
5、其中，所述钨合金丝的起始再结晶温度为48％fc～56％fc，和/或，其80％fc再结晶晶粒平均尺寸为(1～15)μm。
6、在一实施例中，所述烧结步骤中采用高温烧结方式，获得钨合金烧结坯条；所述高温烧结的升温曲线为：从室温按一定速率升温至至a1，在a1下保温一定时长；从a1升温至a2，升温时间为h3；在a2下保温h4小时；其中，a1为(950～1250)℃，h3为(1.5～2.5)h，a2为(1300～1500)℃h4为(2.5～4.5)；从a2按一定速率升温至a3，a3为(1700～1900)℃；在a3下保温一定时长；从a3按一定速率升温至a4，a4为(2050～2250)℃；在a4下保温一定时长；从a4自然冷却，即得。
7、在一实施例中，所述高温烧结的升温曲线为：从室温至a1，升温时间h1为(5～8)h，a1为(950～1250)℃；在a1下保温h2小时，h2为(1～3)；从a1升温至a2，升温时间为h3，h3为(1.5～2.5)h，a2为(1300～1500)℃；在a2下保温h4小时，h4为(2.5～4.5)；从a2升温至a3，升温时间为h5，h5为(1～3)h，a3为(1700～1900)℃；在a3下保温h6小时，h6为(1～3)；从a3升温至a4，升温时间为h7，h7为(1～3)h，a4为(2050～2250)℃；在a4下保温h8小时，h8为(5～10)；从a4自然冷却，即得。
8、在一些实施例中，所述m元素以氧化物形式存在，所述钨合金丝中氧化物颗粒的平均尺寸为(100～500)nm。
9、在一些实施例中，所述钨合金烧结坯条的密度为17.5～18.3g/cm3；所述钨合金烧结坯条的氧化物颗粒平均尺寸小于2.0μm。
10、本专利技术提供一种钨合金丝，其包含以下组分：0.0005～0.3wt％碳元素、0.25～2.6wt％所述m元素，0.05～0.5wt％氧元素，余量为钨元素以及不可避免的杂质，且其组分不含钍元素；其中，所述m元素选自la、y、sc、nd、sm、lu、ce、gd、tb、dy、ho、pr、er、tm、yb、eu、hf、zr中的一种或多种组合；所述钨合金丝的起始再结晶温度为48％fc～56％fc，和/或，其80％fc再结晶晶粒平均尺寸为(1～15)μm。
11、在一些实施例中，所述m元素以氧化物形式存在，所述钨合金丝中氧化物颗粒的平均尺寸为(100～500)nm。
12、在一实施例中，所述m元素以氧化物形式存在，所述碳元素以碳化物或碳单质形式存在；所述m的氧化物选自氧化镧、氧化钇、氧化钪、氧化钕、氧化钐、氧化镥、氧化铈、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化镨、氧化铒、氧化铪、氧化锆中的一种或多种组合；所述碳化物选自碳化镧、碳化锆、碳化钇、碳化铪、碳化钨中的一种或多种组合。
13、在一实施例中，所述钨合金丝的线径为800μm及以下，且其探伤裂点数小于5个/每100米。
14、在一实施例中，所述钨合金丝的组分还包含有t元素；所述t元素为金属元素，所述t选自k、re、mo、fe、co中的至少一种；所述钨合金丝所述re的质量含量小于1000ppm。
15、本专利技术还提供一种如上所述钨合金丝的用途，所述钨合金灯丝经碳化处理后，其作为微波加热器件用阴极合金丝材使用。
16、本专利技术还提供一种碳化钨合金灯丝，其采用如上钨合金丝经碳化处理后获得。
17、基于上述，与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
18、本专利技术的钨合金丝不含钍元素，不具有传统钍钨灯丝的放射性污染问题；
19、本专利技术的钨合金丝的再结晶温度在48％fc～56％fc，其加工性能相比含钍钨材有很大改善，相比含钍钨材，本专利技术提供的丝材的探伤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钨合金丝的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述烧结步骤中采用高温烧结方式，获得钨合金烧结坯条；
3.根据权利要求2所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述高温烧结的升温曲线为：
4.根据权利要求2-3任一项所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述M元素以氧化物形式存在，所述钨合金丝中氧化物颗粒的平均尺寸为(100～500)nm。
5.一种钨合金丝，其特征在于，包含以下组分：0.0005～0.3wt％碳元素、0.25～2.6wt％所述M元素，0.05～0.5wt％氧元素，余量为钨元素以及不可避免的杂质，且其组分不含钍元素；
6.根据权利要求5所述的钨合金丝，其特征在于：所述M元素以氧化物形式存在，所述钨合金丝中氧化物颗粒的平均尺寸为(100～500)nm。
7.根据权利要求5-6任一项所述的钨合金丝，其特征在于：所述M元素以氧化物形式存在，所述碳元素以碳化物或碳单质形式存在；
8.根据权利要求5所述的钨合金丝，其特征在于：其线径为800μm
9.一种钨合金丝的用途，其特征在于：所述钨合金灯丝经碳化处理后，其作为微波加热器件用阴极合金丝材使用；
10.一种碳化钨合金灯丝，其特征在于：其采用钨合金丝经碳化处理后获得；
...【技术特征摘要】
1.一种钨合金丝的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述烧结步骤中采用高温烧结方式，获得钨合金烧结坯条；
3.根据权利要求2所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述高温烧结的升温曲线为：
4.根据权利要求2-3任一项所述的钨合金丝的制备方法，其特征在于：所述m元素以氧化物形式存在，所述钨合金丝中氧化物颗粒的平均尺寸为(100～500)nm。
5.一种钨合金丝，其特征在于，包含以下组分：0.0005～0.3wt％碳元素、0.25～2.6wt％所述m元素，0.05～0.5wt％氧元素，余量为钨元素以及不可避免的杂质，且其组...
【专利技术属性】
技术研发人员：方毅金，郭东红，蒋香草，汤闵枫，魏宗兴，蒋小军，张国钦，刘良木，赵辉，
申请(专利权)人：厦门虹鹭钨钼工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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