鎢錸合金燈絲

鎢絲是製造電光源材料、高溫發熱體和耐高溫元件的原材料。傳統鎢絲的生產方法一般是在氧化鎢中加入矽、鋁、鉀等元素制得摻雜氧化鎢,再將摻雜氧化鎢在500-950℃的溫度下經氫氣兩次還原或一次還原並經鹽酸、氫氟酸酸洗後(或不酸洗)獲得摻雜鎢粉,摻雜鎢粉 經鋼模壓制或等靜壓制成型後進行垂熔燒結獲得摻雜鎢條;摻雜鎢條經旋鍛、拉絲加工製成摻雜鎢絲。

有學者認為,在鎢中加入錸能使鎢絲具有更好的抗震性能,錸一般以錸酸銨的形式加入氧化鎢或鎢粉中。由於錸是非常稀缺的金屬,這種材料一般應用在軍工領域。鎢粉與錸酸銨粉混合的方法經三階段還原、高溫燒結制取鎢錸合金條,再經鍛制、拉絲獲得鎢錸合金電偶絲。加入錸後能提高鎢絲的低溫塑性和再結晶溫度。但是加入錸後形成鎢錸合金其熔點會下降,導致耐高溫性能會有所下降,不利於燈絲設計,而且K含量在80-100ppm的鎢錸條密度低,加工困難。

鎢錸合金燈絲圖片

為解決現有技術中存在的問題,優化錸含量和鉀含量的鎢錸合金組成成份,能保證材料性能和性能變化範圍滿足燈絲要求。其配比過程如下:

A、製備摻雜鎢錸粉:摻雜鎢粉固體與錸酸銨溶液攪拌混合獲得摻雜鎢錸浸潤物,混合時錸酸銨溶液保持溫度30℃-50℃,固液重量比(100 ~150):5;將浸潤物乾燥得到摻雜鎢錸粉;摻雜鎢錸粉以重量計算 ,摻雜量為錸0.45 %-0.55%;

B、還原:將摻雜鎢錸粉裝入鋼制舟皿內,經過有4~5個溫區、溫度在 500-950℃之間的氫氣還原爐經一次還原成鎢錸混合粉,鎢錸粉經過整個溫區時間約5~5.5小時;

C、壓制:將鎢錸混合粉壓制成型,獲得具有一定密度和強度的半成品 ;

D、預燒結:將鎢錸半成品預燒結,預燒結溫度1150℃-1250℃,保溫時間20分鐘-30分鐘;

E、垂熔燒結:直接通電燒結,溫度2800-3000℃,保溫30-45分鐘,製成鎢錸合金。

上述工藝中,錸酸銨溶液與摻雜鎢粉攪拌混合後,獲得的是一種摻雜鎢錸浸潤物,攪拌混合後沒有明顯的水溶液,浸潤物乾燥過程中無肉眼可見結晶物析出,防止了液相與固相分離發生偏析。所獲得的摻雜鎢錸粉中摻雜錸分佈均勻,摻雜鎢錸粉經過後續的還原、壓制、預燒結、燒結工序處理後,所制得的鎢錸合金可以較好的保證材料性能的一致性。

 

 

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