一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材及其制备方法与流程

1.本发明涉及钽钨合金丝材技术领域，具体地说，涉及一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材及其制备方法。


背景技术：

2.在钢铁、冶金、机械加工等领域，钽钨合金已成为一种重要的高温耐腐蚀金属材料。该材料的应用领域不断拓广，对其机械性能和加工性能的要求也越来越高。
3.但是，传统的生产工艺和合金配方中仍存在批次差异、制备难度大等问题，导致钽钨合金强度不尽相同且稳定性差，难以满足高端应用的需要；同时，钽钨合金本身耐而烧结性差，制备成丝材的工艺亦面临一定难度。
4.现有技术中存在的最主要问题是钽钨合金强度和稳定性差；钽钨合金中每个元素的含量和微观结构变化会影响材料的力学性能，同时钽钨合金也容易受到制备工艺的影响，制备过程中可能会出现材料内部缺陷和变形等问题，导致其性能变差和稳定性不足；因此，针对现有技术中出现的这些问题，需要寻找新的制备工艺和合金配方，以解决耐拉伸性能不佳的问题，从而提高钽钨合金的使用性能和应用领域。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，一方面，本发明提供一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材，所述钽钨合金丝材包括钽粉末和钨粉末，其中钽粉末的含量为75-90％，钨粉末的含量为10-25％，这种比例设计经过精心的设计和验证，能够使钽钨合金丝材具有优异的力学性能和良好的耐腐蚀性能。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述钽钨合金丝材的直径在0.1-1.0mm之间。
8.另一方面，本发明提供了一种用于上述中任意一项所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，包括以下步骤：
9.s1、制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，同时控制两种原料的比例；
10.s2、搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合；
11.s3、压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射压制成型，制得成型坯；
12.s4、烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理得到钽钨合金丝材。
13.优选的，所述s2中，球磨转速为200-400r/min。
14.优选的，所述s3中，顶射压力为50-200mpa。
15.优选的，所述s4中，烧结温度为2200-2300℃。
16.优选的，所述s4中，热处理时间为12-24h。
17.相对于传统的方法，本发明所提供的制备方法较为简单，不仅制备过程更加方便，而且可以减少制备成本，制备出的钽钨合金丝材具有更高的强度和稳定性，有助于快速推广应用；具有高效性和可重复性，可以批量生产。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果：
19.该高强度耐拉伸的钽钨合金丝材及其制备方法中，利用钽与钨这两种元素的独特性质，使其具有较高的强度和稳定性，耐腐蚀性能也更高；通过制备方法中的特殊工艺，使其高效成形，同时可以制备出直径较细、尺寸较长的钽钨合金丝材，钽钨合金丝材具有更高的强度和稳定性；制备方法简单、成本较低，且可操作性强，容易批量生产。
附图说明
20.图1为本发明的整体流程框图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明实施例提供一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材，钽钨合金丝材的成分包含钽粉末和钨粉末，其中钽粉末的含量为75-90％，钨粉末的含量为10-25％；
23.钽钨合金丝材的直径在0.1-1.0mm之间；其长度达到几十米，具有较高的强度和抗拉伸性。
24.根据图1所示，本发明实施例还提供了用于制备上述一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，具体步骤如下：
25.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，同时控制两种原料的比例。
26.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为200-400r/min。
27.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为50-200mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
28.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2200-2300℃，热处理时间12-24h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为0.6mm的钽钨合金丝材。
29.本发明中制备的钽钨合金丝材具有较高的强度和稳定性，相对于传统的方法，本发明所提供的制备方法较为简单，不仅制备过程更加方便，而且可以减少制备成本，通过制备方法中的特殊工艺，使其高效成形，同时可以制备出直径较细、尺寸较长的钽钨合金丝材，适合商业化生产；该制备方法具有制备周期短、生产成本低、可批量生产等优点，为金属材料制备行业提供了一种全新的技术解决方案，具有广泛的现实应用前景和经济价值。
30.根据不同的原料用量，通过以下具体的实施例来对本发明提供的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材进一步说明。
31.实施例1
32.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，其中钽粉末的含量为75％，钨粉末的含量为25％。
33.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为200r/min。
34.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为50mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
35.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2200℃，热处理时间12h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为0.1mm的钽钨合金丝材。
36.实施例2
37.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，其中钽粉末的含量为78％，钨粉末的含量为22％。
38.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为250r/min。
39.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为80mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
40.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2250℃，热处理时间15h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为0.6mm的钽钨合金丝材。
41.实施例3
42.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，其中钽粉末的含量为83％，钨粉末的含量为17％。
43.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为300r/min。
44.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为130mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
45.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2250℃，热处理时间18h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为0.6mm的钽钨合金丝材。
46.实施例4
47.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，其中钽粉末的含量为87％，钨粉末的含量为13％。
48.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为350r/min。
49.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为170mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
50.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2250℃，热处理时间21h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为0.8mm的钽钨合金丝材。
51.实施例5
52.(1)制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，其中钽粉末的含量为90％，钨粉末的含量为10％。
53.(2)搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合，球磨转速为400r/min。
54.(3)压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射，在顶射压力为200mpa的条件下压制成型，制得成型坯。
55.(4)烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，烧结温度为2300℃，热处理时间24h，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理即可得到直径为1.0mm的钽钨合金丝材。
56.表1实施例1-5工艺条件
[0057][0058][0059]
为了验证本发明实施例制备的钽钨合金丝材具有较好的强度和稳定性，通过以下试验例来对本发明实施例提供的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材进行说明。
[0060]
试验例
[0061]
本试验例将实施例1-5提供的钽钨合金丝材进行机械强度和耐拉伸测试；
[0062]
抗拉强度测试标准：astmb365-15；测试条件：常温下进行，使用万能试验机进行拉伸测试，保证试样负荷方向与演变方向垂直；
[0063]
抗弯强度测试标准：astmf2516-20；测试条件：常温下进行，使用三点弯曲试验机进行弯曲测试，按照标准要求制备符合标准尺寸要求的试样；
[0064]
疲劳强度测试标准：astme606-12；测试条件：在一定载荷下进行试验，每次试验所
施加的载荷及试验温度按照标准规定进行，持续时间、载荷幅度和软硬变形程度等特征维持一定的循环规律；
[0065]
耐拉伸测试标准：连续拉伸10h；
[0066]
具体检测指标见表2。
[0067]
表2实施例1-5各样品检测指标
[0068][0069]
根据表2所示，本发明实施例1-5提供的钽钨合金丝材，抗拉强度均高于500mpa；抗弯强度均高于900mpa；弹性模量均高于270gpa；说明本发明工艺制备的钽钨合金丝材具有较好的抗拉性、抗弯性、刚性和稳定性；同时，在经过连续拉伸10h后，抗拉强度下降率低于3％，表现出了极强的耐拉伸稳定性。
[0070]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材，其特征在于：所述钽钨合金丝材包括钽粉末和钨粉末，其中钽粉末的含量为75-90％，钨粉末的含量为10-25％。2.根据权利要求1所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材，其特征在于：所述钽钨合金丝材的直径在0.1-1.0mm之间。3.一种用于权利要求1-2中任意一项所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、制备原料：选择高纯度的钽和钨粉末，同时控制两种原料的比例；s2、搅拌混合：将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶中，采用球磨的方式进行高能混合，使其均匀混合；s3、压制成型：将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射压制成型，制得成型坯；s4、烧结处理：对上述成型坯，在真空或氢气流中进行烧结处理，待成型坯烧结完成后，再进行拉拔处理得到钽钨合金丝材。4.根据权利要求3所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，其特征在于：所述s2中，球磨转速为200-400r/min。5.根据权利要求3所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，其特征在于：所述s3中，顶射压力为50-200mpa。6.根据权利要求3所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，其特征在于：所述s4中，烧结温度为2200-2300℃。7.根据权利要求3所述的高强度耐拉伸的钽钨合金丝材的制备方法，其特征在于：所述s4中，热处理时间为12-24h。

技术总结
本发明涉及钽钨合金丝材技术领域，具体地说，涉及一种高强度耐拉伸的钽钨合金丝材及其制备方法。其包括钽粉末和钨粉末，其中钽粉末的含量为75-90％，钨粉末的含量为10-25％；包括以下步骤：S1、选择高纯度的钽和钨粉末；S2、将精制的钽和钨粉末加入球磨瓶进行高能混合；S3、将混合好的粉末放入芯轴型模中，采用顶射压制成型；S4、在真空或氢气流中进行烧结处理，再进行拉拔处理得到钽钨合金丝材；本发明中利用钽与钨这两种元素的独特性质，使其具有较高的强度和稳定性，耐腐蚀性能也更高；通过制备方法中的特殊工艺，使其高效成形，同时可以制备出直径较细、尺寸较长的钽钨合金丝材，钽钨合金丝材具有更高的强度和稳定性。合金丝材具有更高的强度和稳定性。合金丝材具有更高的强度和稳定性。


技术研发人员：王建生
受保护的技术使用者：宝鸡恒业有色金属科技有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/21