DD300269A7

DD300269A7 - Verfahren zur Herstellung von Drähten aus hochschmelzenden Metallen

Info

Publication number: DD300269A7
Application number: DD33344589A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Dipl Mineral Radloff
Original assignee: Narva Rosa Luxemburg K
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1989-10-10
Publication date: 1992-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Draehten aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere von Draehten aus Wolframlegierungen. Ziel und Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, welches Draehte mit hoher Duktilitaet und damit wesentlich hoeherer Reiszlaenge herstellt, die auf Grund dieser Eigenschaften auf hochproduktiven, schnellaufenden Automaten bearbeitet werden koennen. Erfindungsgemaesz besteht das Verfahren darin, dasz die beim vorhergehenden Haemmer- bzw. Walzprozesz gestoerten Oberflaechen waehrend der nachfolgenden Zielverformung durch chemische Oberflaechenbehandlung abgetragen werden und danach eine Gluehung unter reduzierender oder nierter Atmosphaere erfolgt.{Drahtherstellung; hochschmelzende Metalle; Wolframdraehte; Duktivitaet; Reiszlaenge; chemische Oberflaechenbehandlung}

Description

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Drähte aus hochschmelzenden Metallen und ihren Legierungen. Besonders geeignet ist dieses Verfahren zur Herstellung von Drähten aus Wolframlegierungen wie Wolfram-Rhenium, Wolfram-Thorium oder kalium-, Silizium-, aluminiumgedopte Wolframmaterialien für Abmessungen £ 50pm.

Charakteristik des bekt in Standes der Technik

Wolframdrähte werden nach bekannten pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt. (Agte, Vacek: Wolfram und Molybdän Akademie-Verlag Berlin 1959)

Die Metallpulver werden zu Stäben gepreßt, gesintert, und anschließend erfolgt die Weiterverarbeitung durch Walzen oder Hämmern oder durch Kombination beider Verfahren bei Anwendung hoher Temperaturen bis zu Abmessungen von ca. 3mm Durchmesser. Durch Ziehumformung können die gewünschten Drahtabmessungen hergestellt werden.

Bei der Grobumformung der Stäbe müssen je nach Materialart Verarbeitungstemperaturen bis zu 1600 ⁰C und höher angewandt werden. Die Verarbeitungstemperaturen müssen um so höher sein, je größer die Verfestigung des Werkstoffes bei der Umformung ist.

Das trifft besonders für Wolframlegierungen wie z. B. Wolfram-Rhenium, Wolfram-Thorium oder auch für KSiAL-gedopte Wolframmaterialien mit hohen Rekristallisationsschwellen zu.

Während der Grobumformung durch Hämmern oder Walzen läßt es sich auch bei Anwendung hoher Temperaturen nicht ganz vermeiden, daß in den Oberflächenschichten eine mehr oder weniger starke Zerstörung des Gefüges auftritt.

Hierdurch werden die mechanischen Eigenschaften des Werkstückes durch Kerbwirkung bei Biege- bzw. Torsionsbeanspruchung ungünstig beeinflußt.

Berücksichtigt werden muß auch, daß besonders bei der Grobumformung durch Hämmern oder Walzen durch den Kontakt mit den Umformungswerkzeugen bei hohen Temperaturen bzw. auch mit den Stoffen der Ofenauskleidungen eine nicht zu vermeidende Kontamination der Oberflächenbereiche mit solchen schädlichen Stoffen wie z. B. Fe, Ni oder Cr auftritt.

Diese schädlichen Verunreinigungen führen infolge oberflächlicher Legierungsbildung oder auch mechanischer Einbettung ihrerseits ebenfalls zu einem großen Duktilitätsverlust.

Dem trägt man dadurch Rechnung, daß die Staboberfläche vor dem notwendigen Zwischenglühen zur Herabsetzung der eingetretenen Vorfestigung durch mechanisches Schleifen entfernt wird.

Durch das mechanische Entfernen der gestörten Oberflächenschichten werden jedoch wieder neue Oberflächenzerstörungen herbeigeführt. Diese während des Hämmems bzw. Walzprozesses durchgeführten Oberflächenbehandlungen haben jedoch im Prinzip nur einen bescheidenen Einfluß auf die Duktilitätsei höhung von feinen Drähten bis 50Mm Durchmesser, da durch die weitere Umformung durch Hämmern bzw. Walzen wieder schädliche Oberflächenbeeinflussungen hervorgerufen werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Drähten aus hochschmelzenden Metallen und ihren Legierungen durch eine wesentliche Erhöhung der sogenannten „Reißlänge" zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Drähte, insbesondere solche mit Durchmessern < 50mm, mit hoher Duktilität und glatten Oberflächen herzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Oberflächenbehandlung der Drähte aus Wolfram bzw. seinen Legierungen während des Ziehprozesses erfolgt.

Die Entfernung der oberflächlich gestörten Schichten erfolgt zweckmäßigerweise durch chemische bzw. elektrochemische Behandlung. In der Praxis hat sich für diesen Zweck das elektrolytische Abtragen bewährt. Andere chemische Verfahren, wie z. B.

das Abtragen der Oberflächenschichten in Natriumnitritschmelze, sind ebenfalls möglich. Der Masseabtrag soll je nach dem zu

wählenden Drahtdurchmesser zwischen 2-10% betragen. Zur Vermeidung unerwünschter Oberflächenreaktionen, wie z. B. das Auftreten von Aufspaltungen der Drahtoberfläche durch das Freiwerden von mechanischen Spannungen, z. B. beim elektrolytischen Abtragen bei stark verfestigten Drähten, ist es je nach Materialart erforderlich, daß die Drähte vor dem Oberflächenabtrag eine gasbeheizte oder auch elektrisch beheizte Glühstrecke passieren, wobei die Drahtoberfläche oxidiert

Nach der Oberflächenbehandlung ist eine Glühung durchzuführen unter inerter oder reduzierender Atmosphäre.

Der Festigkeitsabfall soll hierbei 20 ± 5% liegen, wobei eine minimale Festigkeit von 190kp/mm² nicht unterschritten werden

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Erhöhung der Duktilität der Drähte und eine wesentlich größere Reißlänge erreicht, was die weitere Bearbeitung auf hochproduktiven, schnell laufenden Maschinen ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß durch die chemische Oberflächenbehandlung virgine Oberflächen erzeugt werden. Bei den gebräuchlichen Zwischenglühprozessen in feuchter und anschließend trockener Schutzgasatmosphäre wird zwar das Grafit als Schmiermittel entfernt, die für das Grafit als notwendige Trägerschicht dienende Oxidschicht jedoch nur in der Art, daß es zu Wolfram reduziert wird und dieses als anhaftende poröse Schicht auf der Drahtoberfläche vorbleibt.

negativen Einfluß auf die Ziehleistung des Ziehsteines und somit auf die Maßhaltigkeit der Drähte.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Anwendungsbeispiel 1

Bei der Herstellung von Heizern für Farbbildröhren und anderon Erzeugnissen der elektrischen Industrie werden hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit und Duktilität von WRe-Drähten, vorzugsweise der Legierung WRe 3 gestellt.

Beim Verfahren nach der Erfindung durchlaufen WRG3-Drähte bei 200pm-Drahtdurchmesser eine Glühstrecke bei einer Temperatur von ca. 1000⁰C, wobei die Drähte leicht oxidiert werden. Anschließend werden die Drähte im Durchlauf elektrolytisch gereinigt. Der Masseabtrag beträgt hierbei je nach Oberflächenausbildung 5 ± 2%. Angestrebt wird eine matte metallisch glänzende Oberfläche. Anschließend werden die Drähte unter reduzierender Schutzgasatmosphäre geglüht.

Der Festigkeitsabfall soll hierbei 20 ± 5% betragen. Die notwendige Oxidation zur Schmiermittelaufnahme und die Grafit<erungen ei folgen im gleichen Arbeitsgang. Anschließend können die Drähte problemlos auch bei Anwendung hoher Querschnittsverminderungen auf die gewünschten Abmessungen mit hoher Meßtoleranz und Duktilität gezogen werden.

Anwendungsbeispiel 2

Mit der Einführung der Hochleistungswickeltechnik zur Herstellung von Wolframleuchtkörpern werden höhere Anforderungen an die Duktilität von Wolframdrähten < 50 μπι Durchmesser gestellt.

Die Produktivität der Wickeltechnik wird entscheidend dadurch bestimmt, wie oft der Draht beim Verwickeln reißt.

Erfahrungsgemäß nimmt mit abnehmendem Drahtdurchmesser die sogenannte Reißlänge ab. Die Ursachen hierfür sind in der zunehmenden Verfestigung der Drähte zu suchen, besonders jedoch darin, daß vorhandene Oberflächenfehler, wie z. B. klüine Anrisse u.a., mit abnehmendem Drahtdurchmesser prozentual zunehmen. Beim Verfahren nach der Erfindung werden KSiAI-gedopte Wolframdrähte beim Drahtdurchmesser 200um elektrolytisch gereinigt.

Der Masseabtrag hierbei beträgt je nach Oberflächenausbildung 5 ± 2%. Angestrebt wird hierbei eine matte metallisch glänzende Oberfläche.

Die Drähte werden entsprechend wie im Anwendungsbeispiel 1 weiterverarbeitet.

Claims

1. Verfahrenzur Herstellung von Drähten aus hochschmelzenden Metallen, bei dem einem ι 'ämmer- bzw. Walzprozeß eine Ziehverformung folgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtragung o.-r durch das Hämmern oder Walzen gestörten Oberflächenschicht während der Ziehverformung eine chemische Oberflächenbehandlung und danach eine Glühung unter reduzierender oder inerter Atmosphäre durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseabtrag bei der chemischen Oberflächenbehandlung zwischen 2% und 10% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zur Spaltung neigenden Drähten vor der chemischen Oberflächenbehandlung eine oxidierende Glühung zwischen 800 bis 1200⁰C durchgeführt wird.