[发明专利]一种5N纯度的钨棒或钨丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种5N纯度的钨棒或钨丝的制备方法。

背景技术

随着电光源的技术进步和照明产品的更新换代，气体放电灯得到了越来越广泛的应用。气体放电灯的电极大多使用钨棒和钨丝制成，这些材料包括钍钨、掺杂钨、镧钨、钡钨、稀土钨、纯钨等，其中，掺杂钨和纯钨的纯度比较高，钨的含量分别能够达到99.95%（3N5）和99.99%（4N），而钍钨、钡钨和稀土钨中钨的含量最高只能够达到99%（2N）。气体放电灯电极的寿命取决于电极材料中钨的纯度的高低，即电极的钨纯度越高则寿命越长，而随着市场上对气体放电灯寿命越来越高的要求，上述材料由于钨纯度不足而无法满足这样的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种5N纯度的钨棒或钨丝的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种5N纯度的钨棒或钨丝的制备方法，包括如下步骤：

（1）将纯度在5N以上的钨粉装入软模中进行冷等静压，得冷等静压坯；

（2）将步骤（2）所得冷等静压坯进行制棒或制丝，得5N纯度的钨棒或钨丝。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1）为将纯度在5N以上的钨粉装入软模中在150MPa以上的压力下进行冷等静压至直径为Ф20～Ф100mm，得冷等静压坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（2）包括如下步骤：

a、将步骤（1）所得冷等静压坯进行烧结至密度在17.5g/cm³以上，得烧结坯；

b、将步骤a的烧结坯进行锻打至密度在19.0g/cm³以上，得煅打坯；

c、将步骤b的煅打坯进行切割和打磨后即得5N纯度的钨棒。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤a为：将步骤（1）所得冷等静压坯在氢气气氛下于1800~2100℃进行烧结至密度在17.5g/cm³以上，得烧结坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤b为：将步骤a的烧结坯于1500~1700℃进行锻打至密度在19.0g/cm³以上，得煅打坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤c为：将步骤b的煅打坯进行切割和无芯磨后即得5N纯度的钨棒。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1）为将纯度在5N以上的钨粉装入软模中在150MPa以上的压力下进行冷等静压至直径为Ф20～Ф24mm，得冷等静压坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（2）包括如下步骤：

a、将步骤（1）所得冷等静压坯进行垂熔并烧结至密度在18.0g/cm³以上，得垂熔坯；

b、将步骤a的垂熔坯进行旋锤和拉丝至密度在19.1g/cm³以上、直径Φ0.02mm～Φ12mm，得拉丝坯；

c、将步骤b的拉丝坯进行表面处理和退火后即得5N纯度的钨丝。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤a为：将步骤（1）所得冷等静压坯在氢气气氛下进行垂熔并于2300~2600℃烧结至密度在18.0g/cm³以上，得垂熔坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤c为：将步骤b的拉丝坯进行表面处理和1400~1600℃退火后即得5N纯度的钨丝。

在本发明的一个优选实施方案中，所述纯度在5N以上的钨粉的氧含量低于500ppm，碳含量、氮含量、硫含量、氢含量均低于50ppm，费氏粒度为1.5～5.0μm。

本发明的有益效果是：

1、本发明的方法制备出来的钨棒丝材的纯度可达到5N（99.999%）以上，能够用于长寿命气体放电灯电极的生产；

2、本发明的方法生产效率高、产品质量稳定，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明所使用的纯度在5N以上的钨粉的扫描电子显微镜图；

图2为本发明实施例1所制备的5N纯度的钨棒的煅打坯的金相图；

图3为本发明实施例2所制备的5N纯度的钨丝的金相图，该钨丝还未进行退火；

图4为本发明实施例2所制备的5N纯度的钨丝退火后的金相图；

图5为本发明实施例3所制备的5N纯度的钨丝的金相图，该钨丝还未进行退火；

图6为本发明实施例3所制备的5N纯度的钨丝退火后的金相图；

具体实施方式