[发明专利]一种高强度极细钨合金丝及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高强度极细钨合金丝及其制备方法。一种高强度极细钨合金丝，所述钨合金丝包括以下重量百分比的成分：钨粉98.5～99.95％，氢氧化镧粉0.05～1.5％。本发明提供一种高强度极细钨合金丝及其制备方法，通过固(钨粉)‑固(氢氧化镧)高效掺杂混料，获得稀土氧化物均匀分布的钨合金粉。该钨合金丝采用氢氧化镧进行掺杂，不采用氧化镧进行掺杂，这是因为氧化镧容易吸水变性，导致压制后的钨条出现断裂；然后将烧结后的钨合金坯条(20～30mm)连续轧制到3.0～4.0mm，最后，通过拉丝机拉制到所需规格，解决现有工艺混料不均匀、强度低、加工断丝率高、效率低、成品率等问题。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高强度极细钨合金丝及其制备方法。

背景技术

高强度金属丝主要应用机械丝绳、切割线、强化丝等领域，高强度金属丝主要有高碳钢丝、钨丝等，但现有的高强度金属丝强度一般在4800MPa以下，强度无法满足微型丝绳、金刚石切割、工业耐弯曲线束等领域。随着电子、医疗、军工等领域向高密度、小体积方向发展，要求高强度金属丝的强度更高、线径更细，强度要求高于6000MPa且线径要求不超过0.012mm。但是，现有的碳钢丝、钨丝等无法满足上述要求，给相关领域应用带来瓶颈。

通过在纯钨中添加稀土镧的氧化物作为强化元素，一方面，稀土镧的氧化物分布在基体中，以弥散强化方式增加了钨合金强度；另一方面，稀土氧化物分布在钨基体晶界上，有效阻止晶粒的长大，使钨合金丝材具有细晶强化的效果，增加了钨合金丝材的强度。但通过稀土氧化物对钨合金进行强化的同时，由于稀土氧化物在基体中弥散分布，稀土氧化物易于在基体中团聚，通过传统旋锻、拉丝等加工不能将稀土氧化物形成有效的变形，进而在细丝加工过程中产生断丝、性能不稳定等现象，导致钨合金极细丝的成品率极低。消除稀土氧化物在钨基体中的团聚、增加稀土氧化物在压力加工过程中的变形程度，减少钨合金丝加工过程中的断丝，提升钨合金丝性能，增加钨合金丝成品率等是高强度极细钨合金丝加工过程中亟待解决的问题。

现有钨合金丝及制备方法中采用固(钨粉)-液(盐类溶液)掺杂方式和固(钨粉)-固(稀土氧化物)混料机掺杂方式进行混料，该方式存在如下缺点：(1)固(钨粉)-液(盐类溶液)，①将硝酸镧或硝酸铈等稀土盐类溶于纯水中，然后通过喷液方式喷入钨粉中，该方式存在稀土盐类分解不均匀、稀土盐类不能均匀至掺杂锅壁上合金粉中，进而导致后道加工后的合金粉中存在稀土氧化物分布不均匀、团聚严重等缺陷，引起后道次加工断线；②固液掺杂方式需要8～24h，所需时间较长，生产效率低；③固液掺杂需要掺杂、烘干、混合等工序，工序较多，流程长，工艺控制难度大；(2)固(钨粉)-固(稀土氧化物)，①采用双锥混料机、多维混料机等设备进行无法将稀土氧化物均匀分布在钨粉中，造成成分不均匀，影响产品强度和加工性能；②三氧化二镧容易吸水，容易在等静压、烧结等工序中出现钨条断裂的缺陷，进而影响后续加工。

再者，现有钨合金丝及制备方法中钨合金丝加工中采用轧制+多道次旋锻或多道次旋锻工艺进行，该方式存在如下缺点：(1)变形率小，小的变形率导致稀土氧化物不能够产生有效的变形，致使稀土氧化物富集，在细丝加工过程中断丝；(2)多道次旋锻工艺控制难度大，钨合金丝加工工艺过程控制困难，钨合金丝一致性差；(3)多道次旋锻每道次需要加热，能源消耗高。

上述诸多问题，严重影响了线材坯料的一致性和效率，给线材的后续加工带来诸多不便。因此，需要提供一种高强度极细钨合金丝及其对应的制备方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高强度极细钨合金丝，以解决现有技术中强度低、线径大、性能不稳定且成品率低的问题。

本发明一种高强度极细钨合金丝的技术方案如下：

一种高强度极细钨合金丝，所述钨合金丝包括以下重量百分比的成分：钨粉98.5～99.95％，氢氧化镧粉0.05～1.5％。

优选地，所述钨粉的粒度为1.5～5.0μm。