CN106269965A - 一种钼铜合金丝材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钼铜合金丝材的制备方法，属于有色金属加工领域。该方法包括制备钼铜合金烧结棒坯，将棒坯表面进行车光处理；将车光后的钼铜合金棒坯预热后经热旋锻成棒材；棒材进行退火处理；退火后的棒材进行拉拔和中间退火，最后制备成丝材。通过该方法将直径Φ8～Φ15mm的钼铜合金棒材进行热旋锻开坯和冷拉拔，得到直径Φ2～Φ5mm的钼铜合金丝材。该方法制备工艺简单，产品性能稳定，材料利用率高，设备投入小，适用于大规模工业化生产。

Description

一种钼铜合金丝材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种钼铜合金丝材的制备方法，属于有色金属加工领域。

背景技术

钼铜合金是由一定比例的钼和铜元素组成的假合金材料，它具有钼的高强度、高硬度和低膨胀系数特性，同时又具有铜的高导电和导热等特性，因此，钼铜合金广泛应用于各类高压电气开关的电触头、电阻焊电极、电子封装和热沉积材料以及高温燃气部位零部件。钼铜合金棒丝材作为钼铜合金材料的主要产品之一，广泛应用于高压开关、触发电极、航天军工等相关领域。

一般情况下，钼铜合金是采用粉末冶金方法先制得多孔的钼坯料骨架后渗铜烧结而成，在钼铜合金烧结坯料中，往往存在一定数量的孔隙，使其致密度相对较低，导致其耐应力性弱，也对钼铜合金的应用性能造成一定的影响，所以需要通过变形加工的方式减少孔隙以制成致密度高、性能高的钼铜合金丝材。

钼铜合金制品变形加工较为困难，利用传统的加工工艺加工时常出现劈裂、分层、断裂等问题。常见的钼铜合金棒丝材的加工方法包括机械加工、拉伸、辊拉、轧制和挤压加工。机械加工是将钼铜合金烧结棒材直接进行车削加工而制成所需尺寸的丝棒材，这种方法加工的丝棒材致密度低、性能较差，而且造成了材料的大量浪费。直接拉伸、辊拉时容易出现拉断现象，而轧制与挤压加工需要配备大型轧机和挤压机，而且需要不同型号的多台轧机配合使用，成本投入相对较高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种钼铜合金丝材的制备方法，既提高了材料电导率等性能，又提高了材料的加工性能；在提高材料利用率的同时又降低了设备投入成本。

为了达到上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种钼铜合金丝材的制备方法，其包括以下步骤：

(1)制备钼铜合金烧结棒坯，将棒坯表面进行车光处理；

(2)将车光后的钼铜合金棒坯预热后经热旋锻成棒材；

(3)棒材进行退火处理；

(4)退火后的棒材进行拉拔和中间退火，最后制备成丝材。

步骤(1)中，钼铜合金烧结棒坯中，钼和铜的重量百分比为：钼50～70％、铜30～50％；采用常规方法制备钼铜合金烧结棒坯，所述的棒坯由熔渗工艺制备，或者由钼铜复合粉经压制、烧结工艺制备。所述的钼铜合金烧结棒坯直径为Φ10～Φ15mm；经车光处理后，得到表面粗糙度为Ra6.3以下，直径为Φ8～Φ13mm的钼铜合金棒材。

步骤(2)中，热旋锻开坯前钼铜合金棒坯的预热温度为700～900℃，预热气氛为氢气，保温时间为8～20min；其中钼铜合金预热温度随钼含量增加而升高，不高于900℃，保温时间随直径的变小而减少，不少于8min。

预热后，棒坯送至旋锻机进行热旋锻；热旋锻时采用一火一道次，热旋锻速度为1.2～1.6m/min，每道次变形量为25％～35％。这时棒材温度已经下降很多，对棒材的继续变形不利，需要重新回炉预热，然后再旋锻加工，这样经过多道次旋锻至棒材，棒材的直径范围为5.3～8.0mm，总变形量为40％～85％。

步骤(3)中，棒材进行退火处理，从而消除内应力，为下道拉拔工序做准备。钼铜合金棒材的退火制度为：退火温度为800～1000℃，退火时间为15～25min，保护气氛为氢气。

步骤(4)中，退火后的棒材在链式拉丝机上进行多道次冷拉拔，拉拔时棒材表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6～10m/min，道次变形量为8～18％。

在棒材的多道次拉拔变形过程中，每当变形量达到25％时进行一次中间退火，以减少加工硬化。中间退火温度为300～500℃，退火时间为10～20min，保护气氛为氢气，退火时间随丝材直径的减少而缩短。

最后，钼铜合金棒材经多道次拉拔成，得到直径为Φ2～Φ5mm的丝材。

本发明方法采用先热旋锻开坯，使钼铜合金棒材内的孔隙焊合，这样既提高了材料电导率等性能，又提高了材料的加工性能；随后再进行冷拉伸工序，提高材料利用率的同时又降低了设备投入成本。

本发明方法不仅解决了常规生产方法的设备投入大、成品率低、材料浪费严重等问题，而且提高了钼铜合金丝材的生产效率和产品精度，降低了成本。该方法制备工艺简单，产品性能稳定，材料利用率高，设备投入小，适用于大规模工业化生产。

附图说明

图1为本发明钼铜合金丝材制备方法的流程图。

具体实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制于所述实施范例范围之中。

如图1所示，为本发明钼铜合金丝材制备方法的流程，包括钼铜合金棒坯表面车光、反复预热及旋锻棒坯至棒材A、棒材A进行退火处理、反复拉拔及退火处理棒材A至丝材B，其具体步骤如下：

(1)采用常规方法制备钼铜合金烧结棒坯，表面进行车光处理；钼铜合金烧结棒坯中，钼和铜的重量百分比为：钼50～70％、铜30～50％；棒坯由熔渗工艺制备，或者由钼铜复合粉经压制、烧结工艺制备。棒坯直径为Φ10～Φ15mm；经车光处理后，表面粗糙度达到Ra6.3以下，直径为Φ8～Φ13mm。

(2)将车光后的钼铜合金棒坯预热后送至旋锻机旋锻成一定规格的棒材A；钼铜合金棒材在氢气气氛保护下，在700～900℃温度下保温8～20min，然后送至旋锻机旋锻。热旋锻开坯采用一火一道次，热旋锻速度为1.2～1.6m/min，每道次变形量为25％～35％。经过多道次旋锻至棒材，棒材的直径范围为5.3～8.0mm，总变形量为40％～85％。

(3)棒材A进行退火处理；在氢气气氛保护下，退火温度为800～1000℃，退火时间为20min。

(4)退火后的棒材A送至链式拉丝机拉拔和中间退火，最后制备成一定规格的丝材B；棒材A送至链式拉丝机进行多道次拉拔，拉拔时棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6～10m/min，道次变形量为8～18％；棒材A多道次拉拔变形过程中，每当变形量达到25％时进行一次中间退火。中间退火温度为300～500℃，退火时间为10～20min，保护气氛为氢气，退火时间随丝材直径的减少而缩短。最终，钼铜合金棒坯经多道次拉拔成为直径Φ2～Φ5mm的钼铜合金丝材B。

实施例1

由熔渗工艺制备的铜含量为30wt％、钼含量为70wt％的直径为Φ10mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ8mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到900℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ6.5mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ5.3mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为1000℃，保护气氛为氢气，退火时间为20min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为8m/min，依次经过Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次变形量分别为11％、8％、8％)，在氢气气氛保护下进行500℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

实施例2

由熔渗工艺制备的铜含量为30wt％、钼含量为70wt％的直径为Φ15mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ13mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到900℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ11mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ8mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为1000℃，保护气氛为氢气，退火时间为30min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6m/min，依次经过Φ7.5、Φ7.0的模具(道次变形量分别为12％、13％)，在氢气气氛保护下进行500℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

实施例3

由熔渗工艺制备的铜含量为40wt％、钼含量为60wt％的直径为Φ10mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ8mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到800℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ6.5mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ5.3mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为950℃，保护气氛为氢气，退火时间为20min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为8m/min，依次经过Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次变形量分别为11％、8％、8％)，在氢气气氛保护下进行400℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

实施例4

由熔渗工艺制备的铜含量为40wt％、钼含量为60wt％的直径为Φ15mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ13mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到800℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ11mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ8mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为950℃，保护气氛为氢气，退火时间为30min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6m/min，依次经过Φ7.5、Φ7.0的模具(道次变形量分别为12％、13％)，在氢气气氛保护下进行400℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

实施例5

由熔渗工艺制备的铜含量为50wt％、钼含量为50wt％的直径为Φ10mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ8mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到700℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ6.5mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ5.3mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为900℃，保护气氛为氢气，退火时间为20min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为8m/min，依次经过Φ5.0、Φ4.8、Φ4.6的模具(道次变形量分别为11％、8％、8％)，在氢气气氛保护下进行300℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

实施例6

由熔渗工艺制备的铜含量为50wt％、钼含量为50wt％的直径为Φ15mm、长320mm的钼铜合金棒料进行表面车光处理，车后直径为Φ13mm，表面粗糙度达到Ra6.3以下。在氢气保护下加热到700℃，保温15min，送至旋锻机旋锻至直径Φ11mm，旋锻速度为1.2～1.6m/min，变形量为30％左右，按上述加热和旋锻步骤反复旋锻成直径为Φ8mm的棒材A。棒材A进行退火，退火温度为900℃，保护气氛为氢气，退火时间为30min。退火后的棒材A送至链式拉丝机进行冷拉拔，棒材A表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6m/min，依次经过Φ7.5、Φ7.0的模具(道次变形量分别为12％、13％)，在氢气气氛保护下进行300℃、20min的退火，退火时间随直径的减少而减少。按照上述拉拔步骤和退火机制反复拉拔成Φ2～Φ5mm的丝材B。

表1为本发明实施例1～6中钼铜合金丝材B的电导率及材料利用率。

表1实施例1～6中钼铜合金丝材B的电导率及材料利用率

通过本发明的制备方法，将直径Φ8～Φ15mm的钼铜合金棒材进行热旋锻开坯和冷拉拔，得到直径Φ2～Φ5mm、电导率高的钼铜合金丝材。该方法制备工艺简单，产品性能稳定，材料利用率高，设备投入小，适用于大规模工业化生产。

Claims (10)

1.一种钼铜合金丝材的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备钼铜合金烧结棒坯，将棒坯表面进行车光处理；

(2)将车光后的钼铜合金棒坯预热后经热旋锻成棒材；

(3)棒材进行退火处理；

(4)退火后的棒材进行拉拔和中间退火，最后制备成丝材。

2.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：所述的钼铜合金烧结棒坯中，钼和铜的重量百分比为：钼50～70％、铜30～50％；所述的钼铜合金烧结棒坯由熔渗工艺制备，或者由钼铜复合粉经压制、烧结工艺制备。

3.根据权利要求2所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：所述的钼铜合金烧结棒坯直径为Φ10～Φ15mm；经车光处理后，表面粗糙度为Ra6.3以下，直径为Φ8～Φ13mm。

4.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：所述的钼铜合金棒坯预热温度为700～900℃，保温时间为8～20min，预热气氛为氢气；钼铜合金预热温度随钼含量增加而升高。

5.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：热旋锻时采用一火一道次，热旋锻速度为1.2～1.6m/min，每道次变形量为25％～35％；经多道次旋锻至棒材，棒材的直径为5.3～8.0mm，总变形量为40％～85％。

6.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：所述的棒材的退火温度为800～1000℃，退火时间为15～25min，保护气氛为氢气。

7.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：退火后的棒材在链式拉丝机上进行多道次冷拉拔，拉拔时棒材表面涂覆石墨乳作为润滑剂，拉拔速度为6～10m/min，道次变形量为8～18％。

8.根据权利要求7所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：在棒材的多道次冷拉拔变形过程中，每当变形量达到25％时进行一次中间退火。

9.根据权利要求8所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：所述的中间退火温度为300～500℃，退火时间为10～20min，保护气氛为氢气，退火时间随丝材直径的减少而缩短。

10.根据权利要求1所述的钼铜合金丝材的制备方法，其特征在于：钼铜合金棒材经多道次拉拔成，得到直径为Φ2～Φ5mm的丝材。