再結晶退火的目的

方鎢條加工變形成圓鎢棒時,受到了嚴重的不均勻變形,在鎢棒橫斷面上產生不均勻應力,四棱角處的應力最大,即橫斷面周圍應力較大,中心部位應力最小。繼續進行旋鍛加工會加劇不均勻變形,致使鎢棒開裂和脆斷。如果及時進行均勻化再結晶退火,消除不均勻的應力,調整鎢棒內部的晶粒結構,產生均勻的結晶斷面,有利於鎢棒隨後的旋鍛和拉絲加工。

再結晶退火點的選擇

再結晶退火點應根據變形程度確定,變形程度一般達到40%～50%時就要進行均勻化再結晶退火。但值得注意的是:變形程度的計算起點很重要,從方鎢條旋鍛至圓鎢棒時的直徑作為變形程度的起點,而不應以方條對角線作為變形程度計算起點。變形程度小的鎢棒再結晶退火後,它的斷面結晶不均勻,周圍粗大,而中心細。這種結晶組織鎢棒在拉絲過程中容易產生脆斷和一致性差,並且降低鎢絲的高溫性能。

當前,國內有些鎢絲廠只進行一次再結晶退火,一般選擇9.0～10.5mm為再結晶退火點;而另一些鎢絲廠則進行兩次再結晶退火,一般選擇10.5mm和5.5mm左右為兩個退火點。如果選擇7.2mm為再結晶退火點,只進行一次再結晶退火就能獲得兩次再結晶退火的結果。

再結晶退火鎢棒的斷面結晶要求

無論是採用一次還是二次再結晶退火,鎢棒的橫斷面結晶組織應滿足如下要求。

(1)整個橫斷面的晶粒大小應基本均勻一致,不允許出現環形結晶組織,即周圍晶粒粗大而中心晶粒細。

(2)整個橫斷面的晶粒大小能用肉眼看清楚,不允許全是細晶。

(3)鎢棒的橫斷面斷口放在太陽光或強燈光下觀察時,部分粗晶粒顯示閃亮,部分細晶粒不閃亮,閃亮晶占50%左右為最佳。閃亮晶的比例過大或過小,都會使鎢的加工性能變壞。比例過小時,在拉絲過程中易產生縱劈裂斷絲;比例過大時,在拉絲過程中易產生脆斷裂。

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拉絲開坯一般採用直拉(鏈拉)和盤拉(轉盤拉絲),老工藝一般採用直拉,新工藝多採用盤拉。無論應用何種工藝進行開坯應注意下列問題。

加熱方式

目前工廠中採用的加熱方式有慢速加熱和快速加熱兩種:快速加熱是在高色溫火焰下無爐管的加熱,被加熱鎢絲的溫度不均勻;慢速加熱是在較低的火焰下同時加熱爐管和鎢絲,加熱爐的輻射溫度又加熱鎢絲。鎢絲在雙重作用下加熱,其溫度均勻,從而使鎢絲變形均勻,所以鎢絲加工性能優良。

拉絲溫度

純鎢絲和摻雜鎢絲的再結晶溫度隨變形程度的變化規律是不同的,純鎢絲的再結晶溫度隨變形程度增加而慢速降低,但摻雜鎢絲的再結晶溫度卻隨變形程度增加而迅速提高。純鎢和摻雜鎢的起始再結晶溫度都在1100℃左右,經過變形後的純鎢,它的再結晶溫度降到800℃～900℃;經過變形後的摻雜鎢,它的一次再結晶溫度為1000℃～1100℃,而它的二次再結晶溫度提高到2400℃左右。根據這一規律,第一模拉拔摻雜鎢絲的溫度不宜過高,加熱時間不宜過長,否則會使鎢絲局部發生再結晶,導致放絲脆斷。第二模的加熱溫度應與第一模相等,隨後隨模次增加而逐漸降低拉絲溫度。

拉絲溫度、速度和壓縮比三者的關係

拉絲溫度應隨著模次增加或變形程度增加或直徑減小而逐漸降低;拉絲速度應隨鎢絲直徑減小而逐漸加快;拉絲壓縮比也應隨鎢絲直徑減小而逐漸減小。大壓縮比拉絲一定要與慢速拉絲和較低溫度配合進行拉拔,大壓縮比不能快速拉絲和高溫拉絲;小壓縮比可快速拉絲,但鎢絲的橫斷面變形不均勻,將產生不均勻的應力,使拉絲性能變壞。拉絲開坯的鎢絲直徑一般為2.60～4.00mm。拉絲開坯應採用大壓縮比,特別是大直徑鎢杆,一般採用30%～40%的壓縮比,其拉絲速度應為3.5～4.0m/min。

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料溫要均勻

為了使料溫均勻,首先要求加熱鎢條的爐膛溫度要均勻一致,爐子結構和纏繞爐絲的方法是至關重要的。旋鍛開坯用的鉬絲爐一般是一端開門而另一端封閉,獲得均勻的溫區是很困難的。採用爐絲間距分階段的纏繞方法和鎢條在爐中來回移動加熱法(即勾料旋鍛)就能使料溫均勻,可防止鎢條開裂和脆斷。加熱鉬絲爐的鉬絲纏繞圈距應根據鎢條的長度、爐子結構、鎢條在加熱過程中所處的位置和模次來確定。

分階段確定鎢條開坯的壓縮比

旋鍛開坯方鎢條的最佳壓縮比是:方變圓的過程中,即打棱角過程,應採用小壓縮比旋鍛,約旋鍛三模次;方條變成圓鎢棒後,應立即採用大壓縮比旋鍛;然後隨著鎢棒直徑減小,其壓縮比也逐漸減小進行旋鍛。採用上述壓縮比旋鍛工藝,可防止裂紋產生。

慢速旋鍛

有些鎢絲廠,鎢條在方變圓的過程中,為了防止料溫降得快,採取快速打料,在鎢條表面產生大的錘痕,甚至產生裂紋。鎢條由於強度低和方變圓過程中屬於極不均勻變形,若採取快速旋鍛,容易使鎢條脆斷和開裂。因此,鎢條在旋鍛過程中應採用適當慢速旋鍛。

改進鉬絲加熱爐

(1)新爐管使鎢條在旋鍛過程中產生嚴重橫裂,第一爐料是最嚴重的,有時達到報廢的程度。隨著爐次增加,產生的裂紋也逐漸減少,大約需8～10爐次才能消滅裂紋產生。造成上述問題的主要原因是:新氧化鋁爐管中含鐵和磷較高,磷是制爐管工藝過程中加入的。微量鐵和磷使鎢產生脆性。解決的辦法是:新爐管中放入大量鎢(鎢粉或鎢條,它們的表面積越大越好),在高於使用溫度下保溫空燒8～10h,然後取出爐管中的髒鎢並清理乾淨,旋鍛的鎢棒沒有裂紋。

(2)鉬絲加熱爐安裝熱電偶測溫是穩定鎢條旋鍛工藝的重要手段。鎢錸熱電偶測溫高、靈敏度高、熱電勢值大、價格低廉,是測量鉬絲爐溫度的最佳熱電偶。它能自動控溫,消除了人為誤差,大大提高了溫度的可靠性和準確性。

(3)高純空心氧化鋁球代替氧化鋁粉做保溫材料。由於氧化鋁球熱容量大,保溫性能好,在打料過程中,溫度波動小,保證了鎢條在均勻溫度下進行旋鍛。

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應用概況我國鎢絲加工企業長期以來廣為使用的MB一500B/300B/100B/30B多頭單模拉絲機和六聯拉絲機現已大面積被淘汰出局。目前大量使用滑動式多模連續拉絲機，其主流機型有仿英的“電加熱型”八模/六模/四模系列拉絲機和仿日的“氣一電加熱型”十模/十模(十二模)/K模(六模)系列拉絲機。此外，還有一些簡易型多模拉絲機也在使用。國產主流設備具有的軟起動一寬調速、動力平穩傳遞、爐溫(電熱型)—模溫自動控制、速度—計長顯示、細密排絲、斷絲停車、耐磨損塔輪等功能，標誌著我國鎢絲多模拉絲機已具有較為先進的水準。

多模連續拉絲技術的有效應用，強烈地依賴於原材料鎢條或鎢杆的品質水準。目前我國供細鎢絲拉制用的00.4MM盤料的單重，已從昔日的500～700g/根提升到2500～5300g/根以上，且內在品質狀況，尤其是/Jn－r特性有了很大提高，這為細鎢絲多模連續拉絲技術的應用創造了很好的條件。

在工藝規範的制訂方面，目前遵循的原則是：針對不同產品特性的需要，充分圍繞多模連續拉絲特有的“變形程度一變形速度一變形溫度”規律並適應特定機型的運行條件。配模設計時，對滑動參數的取用仍遵循傳統方法，只考慮道次滑動。道次滑動係數在1.02～1.16範圍內，各企業間差異很大，而對累計滑動不作考慮。在實用工藝規範中按道次變形量的不同，可分為大壓縮率多模拉絲和普通壓縮率多磨拉絲兩種模式，短流程加工型企業(如00.4—0.0(MMl區段加工)較多採用了大壓縮率多模拉絲規範。

應用效果從嘗試、推廣鎢絲的多模連續拉絲技術開始，到現在已經20多年了，但該技術在我國鎢加工企業真正得到廣泛應用僅是近十年間的事情。與我國傳統的單模拉絲工藝相比，採用多模拉絲技術後的大多數企業已取得以下收效。

(1)因為操作者人均看管機台數大大增加，勞動生產率提高4倍以上。

(2)由於集中加熱，熱利用率提高，使動力電消耗或燃氣消耗均可降低40%以上。

(3)鎢絲損耗降低，金屬的總收得率和成品率明顯提高。

(4)佔用廠房場地面積減少50%以上。

(5)易於控制細鎢絲的抗拉強度增長速率，利於穩定產品品質。

(6)批量生產中，物流暢通、快捷，給生產管理帶來很多方便。

(7)促進了鎢絲生產從粉末工序開始的全流程品質和管理水準的提高，形成整體良性迴圈的局面，對提升我國鎢絲水準並促進強勢發展起到了十分積極的作用。

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