卤钨灯钨丝改良攻略

卤钨灯主要应用于汽车工业、电子工业、航天航空业的照明系统。卤钨灯因使用环境存在冲击和振动的特性，因此要求其核心材料——钨丝的再结晶组织能形成良好的燕尾搭接结构，长宽比大于12，即高温燃点状态下高温强度高，高温抗下垂性能及抗变形性能好。

钨丝的生产工艺流程长，但在从粉末态转变为烧结态（钨条）的过程完成后，钨丝的化学成分以及组织性能已被确立，后续的压延加工对钨丝高温抗下垂性能的改善和提升作用非常微小，因此如何获得组织结构良好的高钾钨条成为卤钨灯用钨丝质量提升的关键点。

提高钨丝制备质量，需从改善制造工艺入手，有学者提供一种用于制作卤钨灯钨丝的钨条制备方法，用该方法制备得到的钨条钾含量≥0.0085%、密度≥17.20g/cm3、晶粒度≥6000个/mm2，采用现有常规技术进行压力加工，能生产出再结晶组织结构呈良好的燕尾搭接，长宽比大于12，质量稳定、成品率高，且在高温燃点状态下高温强度高，高温抗下垂性能及抗变形性能好的卤钨灯用钨丝。其主要步骤如下：

1、选料，单斜仲钨酸铵与球形仲钨酸铵按3：1～1.5的比例混合，以所得的混合体为原料；

2、预还原，采用常规技术将上述原料通过四带温区还原炉，氢气还原生成含氧量为20～20.5%的蓝色氧化钨；

3、高钾掺杂，用常规工艺将蓝色氧化钨湿法掺入硅酸钾、硝酸铝溶液，使钾、硅、铝吸附于蓝钨孔隙内，掺杂蓝钨中钾、硅、铝含量分别为0.18～0.20%、0.30～0.35%、0.010～0.013%；

4、还原，将掺杂蓝钨用常规还原工艺通过二次还原生成费氏粒度为粗、中、细颗粒钨粉，一次还原由掺杂蓝钨制备二氧化钨的温度为530、550、580、620、650、670℃,氢气流量为2.0～3.0m3/h，氢气露点≤‑60℃，装舟量为300～350g/舟,推速为25min/舟，产出二氧化钨含氧量为12～14%，二次还原制备中颗粒钨粉的工艺条件：温度为700、750、800、830、860、860℃,氢气流量为3.0～5.0m3/h,氢气露点≤‑60℃,装舟量为280～320g/舟，推速为30min/舟；

5、酸洗，将细、中、粗颗粒钨粉分别用浓度为5～6%盐酸、5～6%氢氟酸洗涤去除过剩的掺杂剂及杂质，所得酸洗钨粉有效钾含量分别为0.016～0.018%、0.012～0.014%、0.008～0.010%；

6、配粉，细、中、粗颗粒酸洗钨粉按20～25：60～50：20～25的重量比在混料机中混合25～30min；

7、冷等静压成形，采用常规技术将2000g配合钨粉装入直径为23±0.2mm的弹性模套内，使用冷等静压机压制成形，最高压制压力为150～160MPa，成形后钨坯条在氢气保护下，经1300±50℃预烧结40～45min；

8、高温烧结，在氢气保护下，预烧结后钨坯条在垂熔机内直接通电加热烧结，烧结制度为三段升温、二段保温，电流/时间参数为 升温：(0‑2000A)/5min、 升温：(2000‑3800A)/15min、保温：3800A/15min、升温：(3800‑4900A)/2min、保温：4900A/20min，产出钨条断面结晶细小而均匀，钾含量≥0.0085%、密度≥17.20g/cm3、晶粒度≥6000个/mm2。

与常规工艺区别在于原料采用两种晶形的仲钨酸铵混合配制、采用高钾掺杂、新增一种中颗粒钨粉的制备、中颗粒钨粉优化了配粉方案及采用独特的垂熔高温烧结制度，配合后，钨粉的粒度分布避免了尖峰状或双峰的现象，呈良好的正态分布，高温烧结后，使钨条的断面结晶细小而均匀。

最终能使卤钨灯用钨丝各项性能俱佳。

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