顯像管蒸鍍用鎢加熱子的使用壽命——熱處理

在顯像管蒸鍍的過程中絲材表面會因為溫度的變化而產生結晶組織,結晶組織達到一定數量時就會大大縮短加熱子的使用壽命,因此,在蒸鍍過程中廠家應該注意控制絲材表面結晶組織的數量。另外,鋁的插入量越多,鎢加熱子的使用壽命也越短,因此鋁的插入量最好不要超過理論的蒸鍍量。除了這兩個原因之外,鋁的流動型在蒸鍍的過程中對加熱子的使用壽命的影響也是相當大的。鋁蒸氣在鎢絞合螺旋表面流動所浸濕的螺旋圈數來衡量鋁的流動性。浸濕的螺旋圈的數量越多,表示鋁的流動性越好。鋁的流動性越好,每次蒸鍍後殘留在螺旋表面上的鋁就會越少,與鎢的反應機率就越小,便可延長鎢絞合螺旋的使用壽命。相反,如果鋁的流動性較差,那麼每次蒸鍍後殘留的鋁就會長期沉積在鎢絲表面,從而縮短加熱子的使用壽命。

熱處理溫度對加熱子的使用壽命也具有一定的影響力。加熱子在顯像管蒸鍍繞製成形後,為了提高其使用壽命,會將其放在加熱爐中,在1400℃的條件下保溫10分鐘,進行熱處理。當熱處理的溫度高於1450℃的情況下,絲材達到完全再結晶,螺旋就會變得很脆,一碰就碎,無法再次使用。如果熱處理溫度低於1350℃的話,就無法消除絲材變形過程中產生的內應力,也會降低其使用壽命。因此。控制熱處理的溫度也是至關重要的。

顯像管和鎢加熱子

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鎢粉和鉬粉在火焰噴塗噴焊中的應用

金屬材料品種繁多,性能各異,用途各有不同。人們總是想用最小的代價,換取最大的價值。鎢、鋁是貴重金屬,一般小型鎢、鋁器件不得不用整體材料制做,然而大型鎢、鑰器件用整體材料制做是非常不經濟的。
 
自從熱噴塗噴焊工藝問世後,鎢、鑰的熱噴塗噴焊工藝也提到議事日程上來了。用廉價金屬材料預製成坯件,在需耍的地方熱噴塗噴焊一層鎢、淚,達到與使用整體鎢、鑰材料同樣的效果,或者與坯件表面形成合金,達到使坯件表面改性的目的,這樣便節約了大量的貴重鎢、鋁材料。鎢、鋁是高熔點金屬,用一般火焰難於直接熔化。經過最近十兒年的努力探索,利用等離子火焰對高熔點金屬進行熱噴塗噴焊已不再是一件難事。但是等離子噴塗噴焊設備費用昂貴,而且還需要氫氣做載體,限制了它的普遍採用。因而又發展了一種採用添加自熔合金的燃燒火焰的熱噴塗噴焊技術。氣體燃燒火焰雖然難於直接燃化鎢、鑰等高熔點金屬粉末,但火焰把添加的自熔合金熔
化後,熔化了的自熔合金可以把鎢、鋁粉末牢固地粘結到坯件上。
 
鑒於火焰噴塗噴焊工藝的需要,鎢粉和鋁粉必須要有很好的流動性,否則,噴咀或粉末通道被流動性不好的粉末堵住,噴塗噴焊工藝便無法繼續進行一般工業鎢粉和州粉的粒度分佈範圍很寬,無法直接使用。經過一些學者一年多米的努力探索,可以用特殊的分級方法把分佈範圍縮小,從而達到合理使用。用篩分或特製的分級機都可達到粉末分級的目的。火焰噴塗噴焊適用的粒度範圍一般在10~100微米之間。可以把這種粒度範圍的粉末分成10~50微米和50~100微米兩種粒級分別使用。根據特殊要求,也可以把這個粒度範圍的粉末分成其他粒級使用。
 
熱噴塗噴焊工藝
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顯像管蒸鍍用鎢加熱子的使用壽命

蒸鍍顯像管一般採用鎢加熱子也就是鎢絞合螺旋作為加熱元件。在真空中將金屬進行加熱,利用加熱子將其蒸發在被蒸鍍的物體表面,形成一層薄膜,就是蒸發鍍膜的過程。這個過程需要用到的加熱元件需要有很好的耐高溫和耐腐蝕性能。目前,通過鎢絲絞合繞成各種形狀的螺旋線圈也就是人們常說的鎢加熱子是國內外大多數用戶的首選。

但是在蒸鍍的過程中,這種鎢絞合螺旋的使用壽命並不能持續很長一段時間,無法達到所需穩定的使用壽命的要求,嚴重降低顯像管蒸鍍的自動化效率。影響其使用壽命的主要原因是鎢絲的再結晶組織,和鋁的插入量。

經試驗表明,絲材表面的晶界越多,也就是晶粒越小的情況下,鋁就越容易擴散,就會導致鎢絞合螺旋開始變形甚至斷裂,最終結束其使用壽命。另一個主要原因是鋁的插入量和流動性的影響。在顯像管蒸鍍的過程中,一般情況下廠家插入鎢絞合螺旋的鋁量或多或少會超過理論蒸鍍量,這就會造成每次蒸發完畢後會有殘留的鋁繼續與鎢發生反應,生成W-Al化合物,該化合物會污染鎢絲,這樣一來就大大縮短了加熱子的使用壽命。實踐證明,相比有鋁殘留物的狀況,如果沒有鋁殘留物的話,加熱子的使用壽命可以提高1倍。總之,隨著鋁插入量的增多,鎢絞合螺旋的壽命就會減短。

顯像管和鎢加熱子

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鎢粉和鉬粉噴焊工藝的應用

鎢、鉬噴塗噴焊工藝在不斷優化的過程中,在許多工業部門大顯身手。其應用領域有:軸承,承受高負荷的曲軸,鼓風機的葉片,凸輪成形用的沖頭,汽車發動機的活塞環、變速器同步環等磨損零件,泵柱塞,爐子滑輥,製造玻璃器皿的模具,發動機活塞的頭部和退火軋輥,火箭與噴氣式發動機的噴咀等。
 
在內燃機發動機曲軸的軸承表面用等離子火焰噴焊一層由鎢粉和鎳鉻基自熔合金組成的複合塗層,是極好的耐磨軸承表面,能承受大型發動機的極大的負荷。
 
過去,重型機誡用的軸承,一般都是用整體青銅鑄造的。為了降低成本,現在改用鑄鐵製成毛坯,再在鑄鐵毛坯表面噴塗一層0.1毫米厚的鉬底層,再在鑰底層上噴塗一層青銅塗層。這種噴塗軸承的壽命是青銅鑄造軸承的3、4倍,而且成本降低35%。
 
在鎳鉻基自熔合金粉中加入10-50腸鋁粉組成的複合粉末,用氧-乙炔火焰噴塗到冷軋鋼板上,其塗層具有熔融塗層的特點,非常適合於修理磨損的軋輥和軸承。需要修理的軋輥的數量是相當多的,日前國內某些單位用3Cr13管絲堆焊修理軋輥,經濟效益可觀。火焰噴塗方法修理軋輥比堆焊修理品質高,而且工藝較為簡單。軸承在運轉機械上是必不可少的,磨損報廢的軸承修復使用,對降低金屬消耗,節約設備維修費用能起巨大作用。
 
英國某煤礦的粉煤分離場在大型鼓風機的葉片上噴塗了鉬塗層。為了試驗塗層的效果,在磨損最嚴重的葉片根部噴塗0.08-0.13mm的鉬塗層,經過1500小時運轉,在噴塗了鉬的地方幾乎看不到磨損的痕跡,而在未噴塗的地方,山於磨損,葉片變薄。
 
用於沖制汽車車軸支架端部法蘭盤的沖頭,壽命只能完成200~300個成型作業。為了提高沖頭的使用壽命,曾經用各種碳化物、工具鋼材料以及鍍鉻做試驗,均未收到顯著效果。而在表面噴塗了一層鉬的沖頭,可沖制3~4萬個製品,損壞的沖頭,經再噴塗後仍可繼續使用。
 
汽車發動機的活塞環、變速器同步環等各種磨損極為嚴重的零件表面噴塗一層鉬,一也可顯著提高它們的使用壽命。
 
高密度鎢合金是由W-Ni-Fe或W-Ni-Cu組成,其主要成分W的含量高達90%。過去沒有考慮這種合金失效後的修復問題。用鎳基自熔合金做粘結劑的分級鎢粉的熱噴塗技術,可望達到修復某些失效鎢合金的目的。
 
高密度鎢合金由於密度高常用做X射線或丫射線的遮罩材料。金屬吸收X射線或γ射線的能力與其密度成正比。過去在大多數情況下都用鉛做各種射線的遮罩材料。高密度鎢合金的密度為鉛的1.5倍以上,達到同樣遮罩效果,採用鎢合金只需鉛的2/3厚就足夠了。鎢合金已在Co60放射治療機中用做貯藏器。
高密度鎢合金
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鎢加熱子和顯像管

將金屬在真空中進行加熱,使其蒸發在被蒸鍍物體的表面上,然後形成一層薄膜,這個過程就是真空鍍膜,目前廣泛應用於電子,玻璃,裝飾品等生產領域。現在國內外大多數用戶都選用鎢絲絞合後製備的鎢加熱子作為真空鍍膜的加熱元件。其中顯像管蒸鍍過程就主要用鎢絲加熱子作為加熱元件。

顯像管是一種電子(陰極)射線管,是電視接收機、監視器重現圖像的關鍵器件。它的主要作用是將發送端(電視臺)攝像機攝取轉換的電信號(圖像信號)在接收端以亮度變化的形式重現在螢光屏上。為了高品質地重現圖像,要求這種電子射線管的螢幕尺寸要大,圖像清晰度要高,螢光屏有足夠的發光亮度。此外對不同用途的射線管有各種具體要求。

這種電子射線管的顯像原理是在電視接收機中,由視放末級把經過放大的視頻圖像信號送到電子射線管陰極,用以控制電子束電流的強弱,從而顯示圖像。這種電子射線管中的螢光屏是由屏面玻璃,螢光粉層和鋁膜組成的。在顯像管螢幕內的玻璃的表面上沉積著一層厚度為10μm的螢光粉。螢光粉層的外面蒸鍍了一層厚度為1μm的鋁膜。這層薄膜與內石墨層相互連接,它可以加速電子束,又可以保護螢光粉,使其不會因為離子的衝擊而損傷形成離子斑,可見這層鋁膜的重要性。而這層鋁膜的形成就需要鎢加熱子作為加熱元件進行蒸鍍。

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