一种利用热旋锻技术制备钨铜合金丝材的方法，按以下步骤进行，先按重量百分比分别称取铜粉、钨粉和添加剂丙三醇，并将三种配料共同机械搅拌混合；再将混合好的具有一定流动性的粘稠液以高速装入石墨模具中；放在真空烧结炉内预烧结；然后在氢气或氦气的保护气氛烧结炉内熔渗铜；最后热旋锻和无心磨削加工可获得一定直径、任意长度的丝材；本发明专利技术的有益效果是：工艺简单，操作方便，制作成本低，同时还具有产品的性能稳定、质量高、成品率高的优点，解决了现有技术制备细长类钨铜材料工艺复杂，制作成本高的问题，可广泛用于电极、LED灯、等离子体的材料加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料制造
，具体涉及用于电极、LED灯、等离子体的。
技术介绍
钨铜合金因良好的导电、导热及抗电弧腐蚀的性能被广泛用做电极材料、电子封装和电触头材料，在用作电极时，常常要求直径在3mm左右，长度越长越好，现有技术中，钨铜合金丝材的制备一般是采用冷等静压设备模压压制成数倍于要求的棒材，然后烧结成型再进行机械加工，最后获得所需要的合金丝材。目前由于钨铜合金是一种假合金，再加上钨的高硬度、高熔点，使其难以采用同致密材料一样拉拔或锻造加工成丝材或线材，机械加工虽然可以，但工艺复杂，制作成本太高，工业上难以承担。针对线材的几种常用加工方法，如拉伸、辊拉、轧制等，它们在加工中的应力特点。 拉伸、辊拉为二向压应力、一向拉应力，对塑性较好的金属线材有利，而对低塑性有色金属材料不利，后者加工时易出现拉裂或拉断现象，造成生产中断甚至无法加工；轧制法应力为三向压应力，对塑性较好或低塑性金属线材都有利，但型辊加工昂贵，轧机维护费用高。采用旋锻时所受的应力状态为三向压应力，三向压应力可提高材料塑性，而拉应力则使塑性降低，而且旋锻加工在工艺上兼有多向锻打和脉冲锻打的特点，每次锤击的加工量比较小， 加工坯料每次都受到均勻分布在周向上的压缩变形，从而消除加工坯料内部的气孔、空洞等缺陷，破碎粗大的晶粒，改变材料的组织结构。而这不仅避免了材料的大量浪费，在降低钨铜合金直径的同时，大大的提高钨铜合金的致密度和强度，同时通过消除钨铜合金中的孔隙而提高其电导率。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供，解决了现有技术制备细长类钨铜材料工艺复杂，制作成本高的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的，包括以下步骤步骤一、配料先称取10 50wt %的铜粉和50 90wt %的钨粉，铜粉的粒径为 50 80 μ m,钨粉的粒径为4 6 μ m，再添加占铜粉和钨粉总重量10 15wt%的丙三醇做添加剂，共同搅拌机械混合4 8小时；步骤二、成型将步骤一混合好的具有一定流动性的粘稠液以8 15m/s的高速装入直径为IOmm的石墨模具模腔中；步骤三、烧结将步骤二的坯料连同石墨模具，一起放在真空烧结炉内，真空度不大于10_2Pa，温度1650°C 1850°C，保温1. 5 2. 0小时烧结；步骤四、熔渗将步骤三烧结好的坯料从石墨模具中取出，以5 IOmm的间隔摆放在石墨舟中，在坯料上放置坯料重量20%的铜块，周围加粒度100目的高纯氧化铝粉填料捣实，添加量以全部围住坯料和铜块为限，然后在氢气或氦气的保护气氛烧结炉内，气体流量为2L/h，控制温度13001350°C，保温1. 5 2. 0小时熔渗铜；步骤五、热旋锻将烧结熔渗好的坯料从石墨舟中取出，在箱式电阻炉里加热到 750 850°C，保温40 50min，然后放到旋锻机上靠锻模之间产生往复相对运动，对加工材料施加6公斤力每平方毫米的压应力，产生锻击，施加压应力的滚子随主传动轴围绕锤头转动，旋锻时主传动轴每转动一周，每个锤头被4个滚子分别锻击一次，从而将动力由锤头传至锻模，直到作用在坯料上，在加工工艺过程中，采用异型锻模锤锻加工坯料，直至达到所需直径要求，对加工坯料选择进行一次或者多次退火处理，温度700 800°C ；步骤六、无心磨削加工将旋锻得到的WCu合金丝材坯料在无心磨削设备上进行磨削加工，以保证尺寸和表面质量要求。本专利技术的步骤五中的热旋锻工艺，由于主传动轴高速旋转，每个道次的加工量通过数十甚至上百次锻击完成，采用数十副异型锻模锤锻加工坯料，每次锤击的加工量不超过半径方向的变化量，加工坯料每次都受到均勻分布在周向上的压缩变形，从而消除加工坯料内部的气孔、空洞缺陷，破碎粗大的晶粒，改变材料的组织结构；在加工工艺过程中，对加工坯料选择进行退火处理，温度700 800°C，消除坯料加工过程产生的加工应力，减少加工缺陷，提高成材率。本专利技术的优异效果是采用该方法，操作方便，整个制备工艺简单，制作成本降低， 同时还具有较多优势(1)丝材加工变形量大，旋锻工艺的变形程度远大于拉伸和辊模拉拔；( 丝材变形均勻，材料内部处于3个方向压应力状态，周向均勻压缩，不会因变形不均勻导致材料形成裂口和裂纹，且丝材也较少发生扭曲；C3)所需变形力小，工具、模具寿命高；(4)设备所需的驱动力较小，采用小功率的电机作为动力源，运转成本低。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例一制取直径为3毫米，长度300毫米，重量百分数分别为70和30的钨铜合金W70Cu30 的丝材。本实施例包括以下步骤步骤一、配料先称取铜粉20克，钨粉35克，铜粉的粒径为74 μ m，钨粉的粒径为 6 μ m,再添加占铜粉和钨粉总重量Ilwt %的即6. 05毫升的丙三醇做添加剂，，共同搅拌机械混合6小时；步骤二、成型将步骤一混合好的具有一定流动性的粘稠液以10m/S的高速装入直径为10mm，长度200mm的的石墨模具模腔中；步骤三、烧结将步骤二的坯料连同石墨模具，一起放在真空烧结炉内，真空度不大于10_2Pa，温度1700士 10°C，保温1. 5小时烧结；步骤四、熔渗将步骤三烧结好的坯料从石墨模具中取出，以5mm的间隔摆放在石墨舟中，在坯料上放置重量10克的铜块，周围加粒度100目的高纯氧化铝粉填料捣实，添加量以全部围住坯料和铜块为限，然后在氢气保护气氛烧结炉内，气体流量为2L/h，控制温度 1320 士 5 °C，保温1. 5小时熔渗铜；步骤五、热旋锻将烧结熔渗好的坯料从石墨舟中取出，在箱式电阻炉里加热到 8500C，保温40min，然后放到旋锻机上靠锻模之间产生往复相对运动，对加工材料施加6公斤力每平方毫米的压应力，产生锻击，施加压应力的滚子随主传动轴围绕锤头转动，旋锻时主传动轴每转动一周，每个锤头被4个滚子分别锻击一次，从而将动力由锤头传至锻模，直到作用在坯料上，在加工工艺过程中，采用异型锻模锤锻加工坯料，直至达到直径3. 3毫米，对加工坯料选择进行退火处理，温度750°C ；步骤六、无心磨削加工将旋锻得到的直径约3. 3毫米，长310毫米的细棒在无心磨削设备上进行磨削加工，至直径3毫米，表面达到1. 6光洁度的丝材即可，以保证尺寸和表面质量要求。实施例2制取直径为2毫米，长度为400毫米，重量百分数分别为85和15的钨铜合金 W85Cul5的丝材。本实施例包括以下步骤步骤一、配料先称取铜粉11. 25克，钨粉29. 75克，铜粉的粒径为74 μ m,钨粉的粒径为5 μ m,再添加占铜粉和钨粉总重量12wt%的即4. 92毫升的丙三醇做添加剂，，共同搅拌机械混合4小时；步骤二、成型将步骤一混合好的具有一定流动性的粘稠液以10m/S的高速装入直径为10mm，长度200mm的的石墨模具模腔中；步骤三、烧结将步骤二的坯料连同石墨模具，一起放在真空烧结炉内，真空度不大于10_2Pa，温度1800士 10°C，保温2小时烧结；步骤四、熔渗将步骤三烧结好的坯料从石墨模具中取出，以5mm的间隔摆放在石墨舟中，在坯料上放置重量8. 2克的铜块，周围加粒度100目的高纯氧化铝粉填料捣实，添加量以全部围住坯料和铜块为限，然后在氢气保护气氛烧结炉内，气体流量为2L/h，控制温度1345士本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用热旋锻技术制备钨铜合金丝材的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、配料：先称取１０～５０ｗｔ％的铜粉和５０～９０ｗｔ％的钨粉，铜粉的粒径为５０～８０μｍ，钨粉的粒径为４～６μｍ，再添加占铜粉和钨粉总重量１０～１５ｗｔ％的丙三醇做添加剂，共同搅拌机械混合４～８小时；步骤二、成型：将步骤一混合好的具有一定流动性的粘稠液以８～１５ｍ／ｓ的高速装入直径为１０ｍｍ的石墨模具模腔中；步骤三、烧结：将步骤二的坯料连同石墨模具，一起放在真空烧结炉内，真空度不大于１０－２Ｐａ，温度１６５０℃～１８５０℃，保温１．５～２．０小时烧结；步骤四、熔渗：将步骤三烧结好的坯料从石墨模具中取出，以５～１０ｍｍ的间隔摆放在石墨舟中，在坯料上放置坯料重量２０％的铜块，周围加粒度１００目的高纯氧化铝粉填料捣实，添加量以全部围住坯料和铜块为限，然后在氢气或氦气的保护气氛烧结炉内，气体流量为２Ｌ／ｈ，控制温度１３００℃～１３５０℃，保温１．５～２．０小时熔渗铜；步骤五、热旋锻：将烧结熔渗好的坯料从石墨舟中取出，在箱式电阻炉里加热到７５０～８５０℃，保温４０～５０ｍｉｎ，然后放到旋锻机上靠锻模之间产生往复相对运动，对加工材料施加６公斤力每平方毫米的压应力，产生锻击，施加压应力的滚子随主传动轴围绕锤头转动，旋锻时主传动轴每转动一周，每个锤头被４个滚子分别锻击一次，从而将动力由锤头传至锻模，直到作用在坯料上，在加工工艺过程中，采用异型锻模锤锻加工坯料，直至达到所需直径要求，对加工坯料选择进行一次或者多次退火处理，温度７００～８００℃；步骤六、无心磨削加工：将旋锻得到的ＷＣｕ合金丝材坯料在无心磨削设备上进行磨削加工，以保证尺寸和表面质量要求。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文革，罗晓东，张敏，
申请(专利权)人：陕西理工机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。