高性能钨铼合金的生产必须首先解决合金中铼元素的均质分布，这是是钨铼合金丝生产制备的核心技术；旋锻开坯、退火和拉丝过程中的工艺参数和工艺的选择是钨铼合金丝热形变加工的关键技术。

本项目的创新之处在于：

1）引入应用于医疗食品行业混料用的卧式掺杂锅，采用两次固液掺杂工艺，在保证铼元素加入量与均质分布的同时，保证合金中钾、铝、硫元素含量在一定范围内。

2）钨铼合金中铼具有现在的固溶强化效果，合金加工硬化速度快，采用小压缩比，相应退火点选择，成功引入
3.7mm钨杆氢气保护高频退火工艺和细丝的通电氢气保护退火解决了退火过程中氧化作用导致的铼烧损和钨丝燃烧现象的发生。

二次固液掺杂工艺，一次固液掺杂－酸洗工艺，保证合金中钾、铝和硫元素的含量在合金要求的范围内；引入医疗食品用卧式掺杂锅作为掺杂，30kg酸洗钨粉和适量铼酸铵溶液经搅拌至干燥，通过此工艺组合，保证了铼酸铵晶体包裹在每一个钨粉颗粒表面均匀沉淀析出，使得材料在氢还原过程中即发生预合金化，为铼均质分布的钨铼合金丝提供前期的成分保证。

钨铼合金中铼具有现在的固溶强化效果，合金加工硬化速度快，采用小压缩比，相应退火点选择，成功引入3.7mm钨杆氢气保护感应退火工艺和细丝的通电氢气保护退火解决了退火过程中氧化作用导致的铼烧损和钨丝燃烧现象的发生，确定了从17mm～2mg/200mm的整条钨丝热形变加工工艺，小压缩比和7道次退火工艺组合，加工到直径0.39mm钨丝单根重量不小于2.8kg，达到了国际领先水平。


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钨铼合金丝的性能指标

生产满足电子枪、行波管、TCD热丝、封装测试探针卡客户群使用要求的W-3Re钨铼合金丝：

1）钨铼丝中铼的分布均匀，铼含量波动范围控制在30.15﹪；
2）坯条单重3Kg；
3）到直径0.39mm，钨铼合金丝成品率不低于75﹪；
4）钨铼合金丝细丝的丝径均匀。

与国内外同类技术比较

钨铼合金丝的与国外知名公司性能参数比较：

性能参数名称 国内公司 国外公司
铼元素分布均匀性 均匀 均匀
丝材中铼含量 3﹪ 0.15 3﹪ 0.15
电阻率（室温）cm  10 10～6 ＞10～6  10 10～6
b（49mg/200mm）MPa ＞2265 ＞2570
延伸率 ＞1.6 ＞3﹪
坯条单根重，kg 64 1.5

拉拔态合金钨丝的晶粒结构为细长密排的纤维晶，再结晶晶粒结构为燕尾状搭接的晶粒结构，晶粒长宽比大于12。
技术成果推广后，产品得到国内外下游厂家用户的认可，替代进口，产品综合性能指标达到同类产品的国际先进水平。


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1简介

钨合金屏蔽件是用于屏蔽放射性物质避免伤害的装置。钨合金屏蔽件的种类很多，可用于医疗行业、核工业、科研部门等领域

2作用机理

钨合金屏蔽罐对放射性物质有很好的屏蔽效益是因为钨合金的高密度特点。研究发现金属的高密度性质对辐射有很好的屏蔽效应，并且随着金属的密度的增大对辐射的屏蔽性也越好。因此钨合金屏蔽件有很好的屏蔽效果。

3材料对比

在现有金属中铅和钨合金的密度相对较大。金属铅用的比较早，但在长期使用过程中暴露出一些问题。铅本身和其化合物对人体各组织均有毒性，中毒途经可由呼吸道吸入其蒸气或粉尘，然后呼吸道中吞噬细胞将其迅速带至血液；或经消化道吸收，进入血循环而发生中毒。中毒者一般有铅及铅化物接触史。口服2-3克可致中毒，50克可致死。有关部门正在大力研究铅的替代物质，并逐渐取消铅的使用。在这种背景下钨渐渐被重视起来。在制作屏蔽件产品中一般使用高比重钨合金，钨合金不仅密度大而且无毒无害。

钨合金和铅材料相比钨合金表现出更加环保的特性。钨本身不具毒性也不会产出放射性物质。并且钨合金易加工，钨储量丰富。
 

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上世纪50年代后期以来，钨铼合金在许多领域得到了成功的应用，例如高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等。与其他铼含量的钨铼丝相比，掺杂W-3Re合金丝性能独特，强度高，塑性好，掺杂W-3Re具有最高的再结晶温度，2500℃，加之熔点为3360℃，在高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等领域用途广泛，是不可多得、难以替代高温材料之一。

但时至今日，我国很多领域用到的W-3Re合金丝仍然依赖进口，如显像管电子枪、气相色谱仪热导检测器、电真空行业的电子管、电子封装测试用探针卡用钨铼丝等。W-3Re合金丝没有批量国产化的主要原因有：一，钨铼丝在加工过程中，加工硬化快，必须及时的进行退火处理，加工难度大；二、我国钨丝行业的加工手段不够丰富，投入研发资金不多，限制了研发速度。作为中国钨丝业界的龙头企业，厦门虹鹭由公司博士后工作站和国家钨材料工程技术研究中心提出钨铼丝研发项目课题，研究开发高性能的钨铼合金丝，以满足国内广大用户的需求，降低经营风险，丰富公司钨丝产品种类。

应用领域和技术原理

应用领域：钨铼合金丝主要用于电子枪、TCD热丝、封装测试探针卡等，由于合金中铼元素分布的均匀性和加工难度高，产品大多依赖进口，本项目通过改进工艺水平和装备水平，成功制备出钨铼合金丝，并实现批量生产，满足国内下游厂家的使用要求，替代进口钨铼丝。

技术原理：钨铼可以制备各种成分的合金，钨铼合金与纯钨相比，合金中添加的铼元素在形变过程中，有利于挛晶的形成，减少了形变过程中堆垛层错能，降低了位错移动的晶界阻抗（佩尔斯－纳巴罗应力），从而导致位错迁移率增加，是合金表现为高塑性。钨铼合金不均塑性好，而且强度、硬度高，这通常称之为“铼效应”。由于铼效应，钨铼合金具有一系列的优良性能，高熔点、高硬度、高强度、高塑性、高电阻率、高的热电势值、高的再结晶温度、低的蒸气压、低的电子逸出功和低的韧脆转变温度等。钨铼合金是高温技术中优良的结构材料，在电子技术、热力控制、现代核子技术和宇宙航行技术、测温领域、仪器仪表、电器和其他尖端技术领域都得到了广泛应用。


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抗震钨丝是根据其钨丝所具有的常温和高温抗震特性而命名的,它是在钨粉中掺入钾、硫和铝等元素制备而成的。它是钨丝材料中具有特殊性能的一类产品,它不仅具有普通钨丝的高温抗下垂性能、良好的绕制性能,而且还具有极高的抗震和抗冲击的性能。

抗震钨丝主要应用于震动环境下的照明系统,比如,各种交通照明灯、军事用途的特种灯泡、航空航天发动机用加热丝等,其中用量最大的是汽车、摩托车、拖拉机、飞机的照明灯。

抗震钨丝的另一个重要应用领域是各种显象管用阴极加热丝,每年消耗也至少在6亿米以上。随着世界汽车、电子工业等行业的发展,这些数字每年都在扩展。据统计,1999年国内市场需求量为214亿米,按每年8%的增长率计算,到2005年国内需求量将达到318亿米,其产值将由1999年的314亿元增长到2005年的514亿元左右。

但是,随着社会的发展和科学技术的进步,对抗震钨丝的质量也提出了更为严格的要求。一般工艺生产的抗震钨丝,在高温工作时,其抗震性能不理想,钨丝的成形性较差,绕制双螺旋灯丝时易断丝,灯丝易变形且光度分布不均。因此,优化生产过程、改进生产工艺,以制取高温性能好、加工和绕丝性能优良的抗震钨丝具有重要的现实意义。


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钨丝在一定温度及一定载荷作用下抵抗自身下垂变形的能力。抗下垂性能实际上是材料高温抗蠕变能力的反映，它是掺杂钨丝的一个十分重要的性能指标。

钨丝作为白炽灯泡的灯丝和电真空器件，其工作温度通常在2000℃以上，因此在高温和钨丝自重的作用下，由于材料强度下降和晶界滑移而产生下垂。为了确保灯丝在高温下的形状或尺寸稳定性，要求钨丝必须具备良好的高温抗下垂能力。这种能力与钨丝的再结晶温度和再结晶后晶粒的几何形状密切相关。对于掺杂有钾、铝、硅的钨丝，由于具有较高的再结晶温度，并且再结晶后形成一种长宽比很大的再结晶晶粒，同时晶粒之间呈燕尾搭接，这种结构使晶界的大部分与丝轴平行或近似平行，从而显著提高了钨丝的高温抗下垂能力。

掺杂钨丝的高温抗下垂能力，主要由钨丝中钾泡的大小、数量和分布(弥散状态)所决定，而钾泡的弥散状态除了与钾的含量有关外，合适的形变和热处理制度是必不可少的，前者是获得抗下垂能力的先决条件，后者则是必要条件。

测定钨丝抗下垂性能的方法很多，常见的有高温蠕变试验法、高温抗弯下垂法(V形试验)等。从灯丝的服役条件来看，下垂试验法比蠕变试验法更切合钨丝使用的实际情况。因而蠕变试验法正逐渐被下垂试验所取代，用于检测钨丝的高温抗下垂性能。


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1.安装不当引入的误差

热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍，安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度。热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质，致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞，以免冷热空气对流而影响测温的准确性。热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差。热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。

2.绝缘变差而引入的误差

如热电偶保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。

3.热惰性引入的误差

由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确地测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比，如要减小时间常数，除增加传热系数以外，最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中，通常采用导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中，使用无保护套管的裸丝热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正及更换。


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1.1粉末制备及掺杂技术

采用低温预还原制取物相组成适宜的蓝色氧化钨，并对蓝色氧化钨进行掺杂，钨粉酸洗，视需求调控钨粉和铼粉的比例。

掺杂均匀性为第一要素控制，要能够稳定的获得在纯度，比例，和粉末粒度这三项指标方面的要求。

采用先进的氢还原设备，以及掺杂，酸洗，大容量V型混粉机，特别是氢气制供系统的优化，为实施粉末技术提供可靠保障。

1.2成型烧结和开坯加工技术

采用等静压圆坯条经垂熔后轧制开坯，这是索通钨钼目前最先进的加工技术，制取的坯条单重3公斤，采用大功率自控垂熔设备，能稳定的获得密度，纯度和晶粒度等主控指标符合要求的钨铼坯条。

轧制法开坯适应大坯条，实现优质高效，大规模生产的最佳加工方式。索通钨钼科技采用KDCKS三辊多机架连轧机并掌握其系统技术。目前多数企业仍沿用旋锻发开坯，但开辟技术及设备，模具，辅助设施等方面已今非昔比，具有先进性和合理性。

1.3旋锻和拉伸技术

多模串锻，多跟对焊，高频连续退火，大转盘拉丝机和多模连续拉丝机的应用，采用大压缩率加工、氧化退火，使用凝晶拉丝模等，组成这一区段的技术特征。

采用大压缩率拉伸，对保障钨铼丝具有良好的耐高温性能具有优良的积极意义。已经采用的道次压缩率规范，￠3.7-0.7mm区间为30%-40%，￠0.7-0.2mm区间为18%-28%。四模到十模的滑动式多模拉丝机已经应用。

1.4电化学加工技术

由于蓝宝石用的钨铼合金丝多以白丝状态供货，所以需要分别进行电解蚀洗、电腐蚀减径和电解抛光等作用。

1.5测控管理技术

由于已经较好的掌握从原材料APT和铼酸铵到最终钨铼丝产品的全部流程的测控和管理技术，比较科学地制定重点过程测控标准，并拥有齐全先进的测试手段，索通钨钼科技正在着力打造￠1.0-0.2mm区间的裂纹探伤体系。

1.6装备技术：混料机，还原炉，垂熔设备，旋锻机，拉丝机，电化学腐蚀设备，检测设备和包装机

钨铼合金是由钨和铼所组成的合金。一类为低铼合金，含铼在5%以下；另一类是高铼合金，含铼为20%～30%。铼也是稀散金属，资源较少，价格较贵，如非必要，应尽量采用不加铼或少加铼的钨合金。其制取方法和钨材相仿。

钨铼合金主要的应用是特种电子管和彩色显像管的灯丝，要求高强度和高塑性的高温部件，由低铼合金和高铼合金配对可用于测量1500～3000℃高温的热电偶。利用钨铼热电偶代替铂铑热电偶测温可以节约贵重的铂、铑等金属。
钨铼合金在许多领域得到了成功的应用，例如高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等。

与其他铼含量的钨铼丝相比，掺杂W- 3Re合金丝性能独特，强度高，塑性好，掺杂W-3Re具有最高的再结晶温度，2500℃，加之熔点为3360℃，在高温技术、电真空工业、灯泡工业、原 子能工业、分析技术、医疗和化工等领域用途广泛，是不可多得、难以替代高温材料之一。但时至今日，我国很多领域用到的W-3Re合金丝仍然依赖进口，如显像管电子枪、气相色谱仪热导检测器、电真空行业的电子管、电子封装测试用探针卡用钨铼丝等。


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钨铼合金热电偶组合体用于满足测量2315°C (4200°F)范围内的超高温需求。

3种广泛使用的钨铼热电偶合金组合体

G型：钨(+)与钨26%铼(–) C型：钨5%铼(+)与钨26%铼(–) D型：钨3%铼(+)与钨25%铼(–)

为保证误差限，OMEGA®仅以双倍英尺长度配对销售钨铼热电偶线。

由于非合金钨的先天脆性，铼被加入C型和D型的正极根部，以提高处理性能。

C型和D型的平均电动势稍小于非合金的G型。

所有3种热电偶组合体能用于4200°F (2315°C)的氢气或者惰性气体及真空环境下。钨铼单芯热电偶丝在氧化条件下劣化很快， 不可用于空气或者含有氧气的环境中。

直径有：0.08,0.13,0.25,0.38,0.51mm可选，熔点超过4200°F (2315°C)配对使用，保证精度。

可适配的热电偶补偿导线：EX-C-010 , EX-C-020，CX* W5%Re/W26%Re耐温204至426℃/400至800°F。


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