【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨合金材料，特别涉及一种钨合金线材及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着半导体产业和光伏产业的快速发展，对高纯单晶硅的需求也日益增加，同时，对原材料单晶硅的材质要求也越来越高。目前已知的应用在单晶硅长晶炉中单晶硅提拉的绳索有钢丝、纯钨丝、掺钾钨丝等，还有少量客户使用钨铼丝作为钨丝绳的原材料。
2、在单晶硅提拉的绳索使用过程中，单晶硅炉内最高温度达到1500℃甚至更高，但是绳索处于炉内靠近上端位置，受到炉内辐射热影响，绳受热温度在900～1300℃之间波动，同时，由于绳索处于不断反复提升过程，因此，其要求单晶硅提拉的绳索在900～1300℃区间内具备良好破断保持力，同时要求在该温度下具备较低蠕变位移量，避免钨丝绳发生较大的延伸导致断丝。
3、现有技术中，单晶硅提拉常常使用钢丝绳，钢丝绳本身含有fe、c含量，造成晶体杂质元素的超标，严重影响其纯度。此外，由于单晶硅炉内温度高达1500℃以及单晶硅自重的不断增加，传统的钢丝绳在高温下拉力会迅速下降，其中温抗蠕变性能、拉断力不足(即高温下绳索的承载力较差)，受限于此，传统的钢丝绳难以对单晶硅进行有效的提拉，因此，需设计一种钨丝绳，满足上述需求。
4、目前，已知的长晶高温炉中所用的钨丝绳所采用掺钾钨丝或者纯钨丝，随着硅锭重量的持续提升，钨丝绳所需的高温抗蠕变及高温承载重量都有所不及，从而导致钨丝发生散丝、断丝、断股的现象发生，甚至出现掉锭的重大质量问题的发生。具体来说，纯钨丝及掺钾钨丝其在中温环境下其破断保持力不足(掺钾钨丝在中温条件下的
5、另外，随着长晶炉尺寸的不断加大，对钨丝绳的直径要求也进一步加大，而掺钾钨丝及钨铼丝在室温下绕制性能不足(掺钾钨丝及钨铼丝绕制10万米断丝次数均大于等于4次)，在φ0.3～0.6mm及以上规格钨丝纤维不够发达，从而导致绕制过程发生脆裂或者劈裂，编绳过程断丝率较高，从而影响钨绳绕制稳定性，而在绕制过程中产生的缺陷源在加热环境下会进一步扩展，从而引起钨丝绳的寿命不足甚至使用过程中断丝问题的发生。
6、因此，基于单晶硅提拉的绳索的应用需求，如何开发一款表面裂点少，具有良好的中温抗蠕变性能、良好的高温抗拉断性能且易于编织不易断丝的的线材，正是本领域技术人员致力于解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
提到的现有技术的不足，本专利技术提供一种钨合金线材，其技术方案如下：
2、以质量分数计，所述钨合金组分包括：0.3～0.75wt％l元素，0.001～0.18％氧元素，余量为钨元素和不可避免的杂质；
3、其中，所述l为镧、铈、镨、钕、钆、铒中的一种或多种；
4、所述线材的线径为0.3～0.6mm；且所述线材中，钨纤维径向平均宽度为≤0.4μm；所述线材的表面的探伤百米裂点数≤5个。
5、在一些实施例中，所述线材绕制10万米的断丝次数≤3次。
6、在一些实施例中，所述线材在1000℃加热温度下的线材拉断力与其常温下的线材拉断力的比值≥50％；且所述线材的蠕变速率≤0.6mm/min。
7、本专利技术还提供一种如上所述的钨合金线材的制备方法，其依次包括以下制备步骤：还原制备蓝钨粉末、掺杂、还原制备合金粉、混粉、粉末压制和预烧结、高温烧结、开坯、压力加工、拉拔加工形成所需规格的线材；其中，所述还原制备蓝钨粉末的过程为：将仲钨酸铵送入还原炉，在400～600℃、氢气和氮气保护下进行连续还原得到蓝钨粉末；其中，所述仲钨酸铵粉末料层厚度≤10mm，所述还原炉中氢气流量为20～40l/min，氮气流量为80～160l/min，所述蓝钨粉末的氧指数为2.85±0.03，氨钨青铜相成分＞60％。
8、在一些实施例中，所述粉末压制和预烧结过程为：通过等静压方式，将混合而成的混合粉末压制成压坯，并在氢气气氛下对压坯进行1000～1400℃低温预烧结15～30分钟，得到预烧结坯条；所述高温烧结的过程为：将所述预烧结坯条进行通电烧结，其烧结分两阶段进行，第一次烧结在钨条熔断电流的58～62％电流强度下烧结30～45min后降温，第二次烧结在钨条熔断电流的90％～92％电流强度下烧结40～80min，得到密度在18.4～18.8g/cm3的烧结坯条；所述钨条熔断电流为所述预烧结坯条在熔断时所能通过的最大的电流。
9、在一些实施例中，所述等静压过程条件为：通过等静压方式，将混合粉末经过140～240mpa压力压制成单重为1.5～5.0kg的压坯；所述第二次烧结在氢气气氛下烧结，且所述氢气的纯度≥99％。
10、在一些实施例中，所述开坯步骤过程为：采用多辊轧机将所述高温烧结制得的烧结坯条开坯成直径为8.0～12.0mm的合金杆；所述压力加工过程为：将所述直径为8.0～12.0mm的合金杆进行再结晶退火，然后通过道次连续旋锻设备进行锻打，制得直径为2.5～4.0mm的合金杆；所述拉拔加工过程为：所述直径为2.5～4.0mm的合金杆通过不同规格拉丝模进行拉拔加工，重复多次拉拔道次压缩比35％～60％，其中，末道次的拉拔力需达到最终制得的钨合金线材常温下拉断力的60％～70％，得到不同直径规格的钨合金线材。
11、在一些实施例中，所述掺杂的过程为：将蓝钨粉末浸泡于l元素形成的硝酸盐溶液中充分搅拌均匀后，蒸干获得掺杂蓝钨粉末；所述还原制备合金粉的过程为：将所述掺杂蓝钨粉末在600～1000℃氢气还原炉中一次还原成1.5～5μm粒度的合金粉；所述混粉的过程为：将所述合金粉混合，形成混合粉末；所述开坯步骤过程为：采用多辊轧机在1600～1700℃加热温度下连续轧制，将直径15～25mm烧结坯条开坯成直径为8.0～12.0mm的合金杆；所述压力加工过程为：将所述直径为8.0～12.0mm的合金杆加热至2000～2600℃进行再结晶退火，然后通过道次连续旋锻设备进行锻打，制得直径为2.5～4.0mm的合金杆。
12、本专利技术还提供如上所述的钨合金线材在单晶硅提拉绳索中的应用。
13、本专利技术还提供如上所述的钨合金线材在切割、耐切割防护、线缆、丝网印刷、绳索或纺织领域中的应用。
14、与现有技术相比，本专利技术提供的钨合金线材具有以下优点：
15、本专利技术提供的钨合金线材，其内部钨纤维更加细化，钨纤维获得有效强化及致密性得到提升，且该钨合金线材的表面的探伤数少；其内部钨纤维获得有效强化及致密性得到提升，使得线材的中温拉断力、中温抗蠕变性能和绕制性能得到提升；其中温拉断力高、中温抗蠕变性能良好以及绕制性能良好，使其作为单晶硅提拉用钨丝绳索使用时，可靠性及使用寿命均得到提升。
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1.一种钨合金线材，其特征在于：以质量分数计，所述钨合金组分包括：0.3～0.75wt％L元素，0.001～0.18％氧元素，余量为钨元素和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的钨合金线材，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的钨合金线材，其特征在于：
4.一种如权利要求1-3任一项所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于，依次包括以下制备步骤：还原制备蓝钨粉末、掺杂、还原制备合金粉、混粉、粉末压制和预烧结、高温烧结、开坯、压力加工、拉拔加工形成所需规格的线材；
5.根据权利要求4所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于：所述等静压过程条件为：通过等静压方式，将混合粉末经过140～240MPa压力压制成单重为1.5～5.0kg的压坯；
7.根据权利要求4所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求4所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于：所述掺杂的过程为：将蓝钨粉末浸泡于L元素形成的硝酸盐溶液中充分搅拌均匀后，蒸干获得掺杂蓝
9.如权利要求1或2所述的钨合金线材在单晶硅提拉绳索中的应用。
10.如权利要求1或2所述的钨合金线材在切割、耐切割防护、线缆、丝网印刷、绳索或纺织领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钨合金线材，其特征在于：以质量分数计，所述钨合金组分包括：0.3～0.75wt％l元素，0.001～0.18％氧元素，余量为钨元素和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述的钨合金线材，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的钨合金线材，其特征在于：
4.一种如权利要求1-3任一项所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于，依次包括以下制备步骤：还原制备蓝钨粉末、掺杂、还原制备合金粉、混粉、粉末压制和预烧结、高温烧结、开坯、压力加工、拉拔加工形成所需规格的线材；
5.根据权利要求4所述的钨合金线材的制备方法，其特征在于：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶铭海，汤闵枫，郭东红，蔡清华，张丁旺，吕晟，
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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