【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属丝拉拔加工的，具体而言，涉及金属丝拉拔用塔轮及其制备方法和应用。
技术介绍
1、金属丝是经拉拔加工工成为细长的线材，通常具有较高的强度和导电性，针对不同的金属材质性能，主要应用于电线电缆、金属网、医疗器械、机械丝绳、切割线、强化丝等领域。而当前随着各类应用领域对金属丝的需求以及要求越来越高，特别是以钨丝为代表的切割线领域，为达到硅片切割用线锯的最佳综合性能，除要求钨丝具有高强度外，还要求其具有极小的直径(＜40um)，这对拉丝机及其各部件提出更高的要求。
2、目前制备金属丝常用的是在线加热塔轮式滑差拉拔，对于如钨丝此类高强度要求的金属丝，该方法对同轴塔轮的表面硬度、粗糙度、圆度要求极高，即使这样，在拉拔高硬度钨合金时仍然容易出现塔轮表面磨损而导致钨合金极细丝出现表面缺陷，从而使钨合金极细丝拉伸强度难以达到所要求的5500mpa以上，极大限制了该材料的应用范围。此外，塔轮式拉拔由于滑动摩擦，容易出现频繁断丝，极大限制了成品率。
3、对于塔轮，常规使用的是粉末冶金钢经一体成型加工成指定型号的塔轮，但此类塔轮对于普通软质金属丝或塑料丝可勉强实现批量生产，但对于高强度金属丝，特别是钨丝，其硬度已满足不了高强度金属丝拉拔的需要，磨损严重，极易形成沟槽，严重影响金属丝的表面质量，严重制约了金属丝的发展。而后期随着技术进步，提出了对塔轮进行热喷涂耐磨材料，如氧化铝、碳化钨、碳化钛等耐磨陶瓷材料，使得塔轮寿命达到近2个月，即便如此，这寿命仍影响金属丝生产的连续型以及产品的稳定性，另外热喷涂工艺塔轮表面较
4、因此，目前常用的表面喷涂耐磨涂层的粉末冶金钢材质的金属丝拉拔用塔轮的使用寿命以及塔轮表面质量仍不足以满足金属丝对表面质量以及金属丝直径细化的需求，制约金属丝拉拔产业的进一步升级。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供金属丝拉拔用塔轮及其制备方法和应用，以解决现有技术中塔轮存在硬度小、耐磨性差等缺陷进而影响金属丝性能的技术问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了金属丝拉拔用塔轮，技术方案如下：
3、金属丝拉拔用塔轮，所述塔轮为金属陶瓷材料，并由原料粉经压制成型和烧结而成；所述原料粉包括按质量分数计的10～25％wc、3～15％si3n4、2～6％mo2c、0.5～3％tac、15～36％的粘接相，其余为ti(c,n)。
4、作为上述的金属丝拉拔用塔轮的进一步改进：所述原料粉还包括碳黑；并且/或者，所述粘接相包括fe、co、ni中的至少两种。
5、作为上述的金属丝拉拔用塔轮的进一步改进：所述原料粉包括按质量分数计的12～22％wc、8～14％si3n4、2～3.5％mo2c、1.5～2％tac、8～11％co、12～25％ni、0.3～0.6％碳黑，其余为ti(c,n)。
6、作为上述的金属丝拉拔用塔轮的进一步改进：所述原料粉包括按质量分数计的22％wc、14％si3n4、3.5％mo2c、2％tac、8％co、12％ni、0.5％碳黑，其余为ti(c,n)。
7、作为上述的金属丝拉拔用塔轮的进一步改进：所述si3n4采用晶须粉末。
8、作为上述的金属丝拉拔用塔轮的进一步改进：晶须的直径为0.5～0.8um。长度为20～100um。
9、为了实现上述目的，根据本专利技术的第二个方面，提供了金属丝拉拔用塔轮的制备方法，技术方案如下：
10、金属丝拉拔用塔轮的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)球磨：将原料粉、研磨球、溶剂和成型剂加入球磨罐中球磨48h以上，球磨完成后采用180目筛网过筛，得到混合料浆；
12、(2)干燥制粒：将混合料浆干燥并制成球形粒子，得到制粒混合料；
13、(3)压制整形：将制粒混合料压制成型和粗加工整形，得到塔轮压坯；
14、(4)烧结：将压坯在烧结炉内烧结，即得到塔轮毛坯；
15、(5)加工：将塔轮毛坯精加工至所需尺寸精度，即得到金属丝拉拔用塔轮。
16、作为上述的制备方法的进一步改进：
17、步骤(1)中，研磨球采用直径为10mm的硬质合金球，研磨球用量为原料粉质量的4～6倍；溶剂采用无水乙醇，溶剂的用量为原料粉质量的70～90％；成型剂采用石蜡，成型剂用量为原料粉质量的3～5％；
18、步骤(2)中，采用氮气喷雾干燥塔进行喷雾干燥并制粒成直径为50～300um的球形粒子；
19、步骤(3)中，采用等静压制，压制压力为40～60kn；
20、步骤(4)中，在1250～1350℃时通入氮气与氩气的混合气体，氮气与氩气的体积比为1:(1～3)，当烧结炉的炉内压力达到280～320pa时继续升温至1450～1500℃，然后当炉内压力达到2800～3200pa时再保温保压40～60min，然后保压冷却至室温出炉，即得到塔轮毛坯；
21、步骤(5)中，首先采用500目的金刚石砂轮进行磨削加工，然后采用使用2000目的金刚石抛光布进行抛光，即得到金属丝拉拔用塔轮。
22、为了实现上述目的，根据本专利技术的第三个方面，提供了钨丝加工方法，技术方案如下：
23、钨丝加工方法，采用上述第一方面所述的金属丝拉拔用塔轮。
24、可见，本专利技术的金属丝拉拔用塔轮及其制备方法和应用具有以下优点：
25、首先，本专利技术通过合理的匹配原料粉中的各组分，充分发挥各组分的性能特点，其中，即ti(c,n)和wc为塔轮提供高硬高和高耐磨性，si3n4为塔轮提供高光洁自润滑和低摩擦系数的性能，mo2c促进ti(c,n)与液相间的润湿以提高材料的强度及韧性，tac为塔轮提高高温耐磨性，co及ni为塔轮带来足够的强度。
26、其次，本专利技术提供的是一种新型的烧结金属陶瓷塔轮，无需涂层，表面经抛光后，表面光洁度极佳，所制金属丝产品表面质量好，抗拉强度高，即使塔轮表面磨损后，仅需对工作表面再次磨抛即可重复使用，综合使用成本极低，免去了现有塔轮磨损后续去涂层后再次喷涂的繁琐高成本的修复工艺。
27、综上可知，专利技术提供的金属丝拉拔用塔轮的制备方法的工艺简单，易于控制，所得塔轮产品不仅表面光洁度极佳，高硬度且高耐磨，为生产更细、表面质量更佳、综合性能更好的金属丝提供极佳的硬件支持，而且塔轮表面磨损后经抛光处理可重复使用，使用寿命可达现有塔轮的10倍以上，保证金属丝连续大批量生产，综合使用成本大幅降低，并且塔轮还具备亲和性弱、自润滑、耐热、耐腐蚀等性能特点，在工况更为恶劣的钨丝拉拔生产过程表现尤其表现出其优势，有助于金属丝拉拔产业的升级，因此具备极强的实用性，尤其适合于钨丝的在线加热塔轮式滑差拉拔生产。
28、下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述塔轮为金属陶瓷材料，并由原料粉经压制成型和烧结而成；所述原料粉包括按质量分数计的10～25％WC、3～15％Si3N4、2～6％Mo2C、0.5～3％TaC、15～36％的粘接相，其余为Ti(C,N)。
2.如权利要求1所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述原料粉还包括碳黑；所述粘接相包括Fe、Co、Ni中的至少两种。
3.如权利要求2所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述原料粉包括按质量分数计的12～22％WC、8～14％Si3N4、2～3.5％Mo2C、1.5～2％TaC、8～11％Co、12～25％Ni、0.3～0.6％碳黑，其余为Ti(C,N)。
4.如权利要求4所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述原料粉包括按质量分数计的22％WC、14％Si3N4、3.5％Mo2C、2％TaC、8％Co、12％Ni、0.5％碳黑，其余为Ti(C,N)。
5.如权利要求1所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述Si3N4采用晶须粉末。
6.如权利要求5所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在
7.权利要求1-6之一所述的金属丝拉拔用塔轮的制备方法，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
9.钨丝加工方法，其特征在于：采用权利要求1-6之一所述的金属丝拉拔用塔轮，或采用7或8所述的制备方法制备得到的金属丝拉拔用塔轮。
...【技术特征摘要】
1.金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述塔轮为金属陶瓷材料，并由原料粉经压制成型和烧结而成；所述原料粉包括按质量分数计的10～25％wc、3～15％si3n4、2～6％mo2c、0.5～3％tac、15～36％的粘接相，其余为ti(c,n)。
2.如权利要求1所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述原料粉还包括碳黑；所述粘接相包括fe、co、ni中的至少两种。
3.如权利要求2所述的金属丝拉拔用塔轮，其特征在于：所述原料粉包括按质量分数计的12～22％wc、8～14％si3n4、2～3.5％mo2c、1.5～2％tac、8～11％co、12～25％ni、0.3～0.6％碳黑，其余为ti(c,n)。
4.如权利要求4所述的金属丝拉...
【专利技术属性】
技术研发人员：单成，刘毅，鲁攀，
申请(专利权)人：成都美奢锐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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