[发明专利]用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺

说明书

本发明公开了一种用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺，包括以下步骤：将液态钨钼合金连铸并初轧制得中间棒坯，将中间棒坯表面加热至合金晶体奥氏体化，并在轧制前通过液汞喷枪将液态汞以雾滴状喷射在轧辊表面，再通过粉末喷枪将锰、锇和铱的单质粉末喷洒在轧辊上形成汞齐物，以热轧的方式使得汞齐物分解汞蒸发，在棒坯表面留下锰、锇和铱，锰、锇和铱随高温形成间隙固溶物，进入到奥氏体化的钨钼合金晶体的间隙内，在钨钼棒表面形成硬化膜，从而提高钨钼棒表面硬度。

技术领域

本发明涉及线棒材金属的表面处理工艺，具体为一种用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺。

背景技术

钨钼是耐高温的金属，具有良好导热、导电、低热膨胀系数、高温强度、低蒸气压和耐磨等特性，是电子电力设备制造业、金属材料加工业、玻璃制造业、高温炉件结构部件制造、航空航天和国防工业应用的重要材料。

钨钼是两种耐高温的金属，钨和钼在一起，代表了一个行业，即难熔金属行业。其它的难熔金属还有铌、锆、钛、铪，而不是一个元素。对于工业发展有着很大的作用，现产品主要是用在氩弧焊机的通电电极上。中国是世界钨钼生产大国，出口占世界的80％，广泛用于焊接，电光源，电子器件，化工，采矿，冶金，造船，石油，航天等工业领域，前景十分广阔。

由上述两种金属制成的钨钼棒，存在表面硬度偏低且韧性低的缺点，即钨钼棒在使用过程中，表面极易刮擦形成刮痕，导致钨钼棒的表面电阻不均，同时钨钼棒震动碰触后易在内部产生裂痕，而导致其损害。

故，如何提高其表面硬度和抵抗碰触的能力，是目前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺，热轧过程中，通过向轧辊表面喷洒汞，再将锰、锇和铱的单质粉末喷洒在轧辊上，以热轧的方式使得锰、锇和铱析出形成间隙固溶物，在钨钼棒表面形成硬化膜，从而提高钨钼棒表面硬度。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺，包括以下步骤：

1)连铸坯制备：将原料投入转炉或电炉中加热到完全奥氏体化后转入精炼炉加热，再利用连铸机连续铸坯制成带液芯状态下的连铸坯；

2)初轧：通过连轧机将连铸坯进行初道轧制，使得连铸坯经过连轧机牵拉和轧制变为狭长棒状的中间棒坯；

3)匀热及表面加热：中间棒坯先经过感应加热装置加热和均热至750-950℃之间，中间棒坯再经过加热炉将表面进行加热至800-950℃之间，加热后的中间棒坯朝向二道轧组运输；

4)轧辊附膜：二道轧组内包含多个二道轧机，二道轧机带有轧辊、液汞喷枪和粉末喷枪，轧辊中部用于挤压中间棒坯的区域为形变区域，液汞喷枪将液态汞以雾滴状喷射至形变区域，在形变区域表面形成一层液态汞膜；

5)轧辊喷粉：粉末喷枪对准已经附上一层液态汞膜的形变区域喷入硬化粉末，硬化粉末为含有锰单质、锇单质和铱单质的混合粉末；

6)中轧：二道轧机的轧辊将中间棒坯咬入，形变区域挤压中间棒坯使其形变并拉长，同时将带有硬化粉末的液态汞膜附着于中间棒坯表面；

7)终轧：重复步骤3至步骤6总共两到四次，不断的加热棒坯表面并轧压至热轧终轧预设尺寸的钨钼棒。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺，具有如下有益效果：

一、采用本发明的用于提高钨钼棒表面硬度的热轧工艺，在初轧后，棒坯通过加热炉将表面加热至800-950℃，表面的金属处于奥氏体状态，此时将锰、锇和铱单质加入后，锰的原子半径次于锇的共价半径，大量的锰分别与锇和铱形成以锇和铱为核心的间隙固溶物，间隙固溶物从钨钼的奥氏体晶体之间的间隙进入并填补，大幅提升合金表面的强度。