钼丝抗拉强度影响因素分析

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第34卷第2期 2010年4月 中 国钼业 CHINA M0LYBDENUM INDUSTRY Vo1.34 No.2 April 2010 

钼丝抗拉强度影响因素分析 

李晶,安耿,刘仁智,付静波,卜春阳 

(金堆城钼业股份有限公司技术中心,陕西西安710077) 

摘要:研究了钼粉粒度、形貌、加工方式对钼丝抗拉强度的影响。通过选用4种不同费氏粒度、不同形貌的钼粉, 经过压制、烧结制成棒坯,随后用轧制、旋锻2种开坯方式加工出钼杆,最后拉成 O.18 mill的钼丝。对钼丝力学性 能的检测,认为钼粉的费氏粒度小、颗粒分散性好,且采用轧制开坯方式加工出的钼丝具有高的抗拉强度。 关键词:钼丝;抗拉强度;钼粉;分散性颗粒;轧制;旋锻 中图分类号:TG146.4“ 文献标识码:A 文章编号:1006—2602(2010)02-0049—04 

ANALYSIS OF THE INFLUENCING FACToRS FoR THE TENSILE STRENGTH oF MoLYBDENUM WIRE LI Jing,AN Geng,LIU Ren—zhi,FU Jhing—bo,BU Chun—yang (Technical Center,Jinduicheng Molybdenum Co.,Ltd.,Xi an 710077,Shaanxi,China) Abstract:The effects of molybdenum powder granularity,morphology,processing modes on the tensile strength of molybdenum wires were studied.Four kinds of molybdenum power with different Fsss and morphology were pro— cessed to molybdenum bars by pressing and sintering.molybdenum bars were processed to molybdenum rods by two ways,i.e.,rolling,swaging,then to 0.18nlnl molybdenum wires.The test on the mechanics properties of molyb— denum wires shows that molybdenum wire processed from molybdenum power with fine F.SSS and good particle dis— pelion by rolling processing has higher tensile strength. Key words:molybdenum wire;tensile strength;molybdenum powder;particle dispersion;rolling;swaging 

0前言 1 实验过程 

钼是一种难熔金属,具有很多优良的物理化学 机械性能。钼的熔点为2 620℃。由于原子问结合 力极强,所以在常温和高温下强度均非常高 。钼 丝有良好的导电和高温性能,特别是与玻璃的热膨 

胀系数相近,广泛用于制造灯泡中的芯线、引出线、 挂钩、支架、边杆及其他部件;钼丝是理想的电火花 

线切割机床用电极丝,可切割各种钢材和硬质合金, 加工形状极为复杂的零件,放电稳定,表面精度 高 。 真空电子器件用钼丝(如显像管中电子枪用芯 线钼丝)和电火花线切割机床用电极钼丝,因使用 条件的精密度及可靠性要求高,故对其质量和性能 

要求颇为严格,应有较大的延伸率和较高的抗拉强 度,且尺寸偏差的允许范围≤1.0%l3 。因此,提高 

钼丝的抗拉强度及钼丝质量,延长线切割钼丝的使 用寿命十分重要。 

收稿日期:2009—06—19 作者简介:李晶(1978一),女,硕士,工程师,主要从事金属材料压 力加工研究工作。 选用4个批号的钼粉,理化性能指标见表1,钼 

粉形貌见图1。4个批号的钼粉经过等静压压制、烧 结成417 mm钼棒坯。压制压力为180 MPa,保压 时间10 rain;压制好的钼杆经1 880℃中频烧结 

25 h;随后经过轧制和旋锻2种开坯方式加工出钼 杆,最后拉丝成 .18 mm钼丝。 

对加工出的钼丝进行拉伸实验,对比不同粒度、 不同开坯方式、不同钼粉形貌加工出的钼丝力学性 能,分析钼丝抗拉强度和延伸率的影响因素。 表1 钼粉的理化性能指标 

1 、2 钼粉的费氏粒度接近,3 、4 钼粉的费氏粒 

度接近。4个批号的钼粉采用旋锻、轧制开坯2种 方式加工出钼丝。

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1钢粉 

2钳粉 

3钿粉 

4钿粉 

图1钼粉扫描电镜照片 1 钼粉费氏粒度最小,形貌多为球形颗粒,大小 粒为球形形貌,较大的颗粒为单颗粒形貌,低倍数下 不均匀,低倍数(200×)下有些团聚现象。2 钼粉(200×)有少量团聚。4 钼粉颗粒较大,多为单颗 颗粒大小较均匀,多为单颗粒形貌,低倍数(200 x) 粒形貌,低倍数(200 x)下颗粒分布均匀,无团聚现 

下也比较均匀。3 钼粉颗粒大小不均匀,较小的颗 象。

 第34卷第2期 李 晶等:钼丝抗拉强度影响因素分析 ・51・ 

2 实验结果与分析 

对加工出的4个批号 .18 mm钼丝进行力学 性能检测,采用旋锻开坯方式加工出的钼丝力学性 

能检测结果见表2。 表2钼丝抗拉强度和延伸率 

根据表2的实验结果,3 一1的抗拉强度最低, 2 一1的抗拉强度最高。 采用轧制开坯方式加工出的钼丝力学性能检测 

结果见表3。 

芝 越 采 

1 船 

钼粉费氏粒度/ m (a)旋锻开坯方式 表3钼丝抗拉强度和延伸率 

根据表3的实验结果,3 一2的抗拉强度最低, 2 一2的抗拉强度最高。 2.1 钼粉费氏粒度对钼丝力学性能的影响 在同等实验条件下,钼丝抗拉强度与钼粉费氏 

粒度的关系如图2所示。(a)为采用旋锻开坯方式 加工出的钼丝与钼粉费氏粒度的关系曲线图,(b) 

为采用轧制开坯方式加工出的钼丝与钼粉费氏粒度 的关系曲线图。 

裂1 罹 

图2钼粉费氏粒度与钼丝抗拉强度的关系 

从图2中可以看出,无论采用旋锻开坯方式还 是轧制开坯方式加工出的钼丝,其抗拉强度与原钼 

粉的费氏粒度不存在线性关系。但是,从图中可以 看出,费氏粒度为3.0 m的钼粉,具有最大的抗拉 

强度。对应于钼粉的形貌(图1)分析,1 、3 钼粉的 形貌都存在颗粒团聚现象,2 、4 钼粉的颗粒大小均 匀。从这一点来看,2 、4 钼丝的抗拉强度比1 、3 钼丝的抗拉强度高。因此,对于同样形貌的钼粉来 

说,随着钼粉费氏粒度的减小,钼丝的抗拉强度增 大。 在通常温度下,晶粒越细,标志着晶界面积越 

大、强度越高,因而变形多集中在晶内且分散在很多 的小晶粒内进行,使变形比较均匀。这样变形时所 造成的应力集中就小些,集中的应力也比较容易得 到松弛,从而使在断裂前能进行较大的变形,故表现 

出较高的塑性。因此,钼粉的颗粒越小,则晶界越 多,常温强度和硬度就越高,表现出的塑性也越好。 钼粉费氏粒度/ m (b)轧制开坯方式 

所以,钼粉费氏粒度越小,加工出的钼丝力学性能越 好。 

2.2开坯方式对钼丝力学性能的影响 从表2、表3可以看出,1 一2比1 一1的抗拉 强度高,2 一2比2 一1的抗拉强度高,3 一2比3 

一1的抗拉强度高,4 一2比4 一1的抗拉强度高。 也就是说,对于同一个批号的钼丝来说,采用轧制开 坯方式加工出的钼丝抗拉强度比用旋锻开坯方式加 

工出的钼丝抗拉强度高。 有些文献 已经在开坯方式对钼丝性能的影 响方面做了一些研究,认为采用轧制开坯其变形量 大,可以提高材料的力学性能和内部质量。同时,钼 

丝的抗拉强度和延伸率较高,综合力学性能良好。 轧制加工时,材料的变形程度大,再结晶开始与 终了温度有所降低,晶粒变细;同时在一定的工具速 度下,变形程度的提高也引起变形速度的提高。变 

形程度与变形速度的变化,又同时影响变形温度的 ・52・ 中国钼业 2010年4月 

变化,从而影响到硬化与软化的效果,它又影响变形 

形式的变化,这些都使金属组织发生变化,从而影响 

金属性能。 旋锻加工时,一般材料断面上的硬度和抗拉强 

度是由中心层向表面层逐渐增大,特别在道次压缩 率较小、道次数增多时更加明显。因此,在材料的表 

面层易形成具有很发达的纤维组织的硬外壳。这个 硬外壳不仅硬,而且质脆,使材料的加工性能变坏。 在旋锻加工时,金属的变形和组织的不均匀,必然会 引起材料横断面上的性能分布也是不均匀的。 

因此,在相同的拉丝工艺条件下,轧制加工出的 钼丝力学性能比旋锻加工出的钼丝力学性能好。 2.3钼粉形貌对钼丝力学性能的影响 

对比图1的扫描电镜照片可以看出,2 和4 的 钼粉为单颗粒形貌,团聚体非常少;而1 和3 的钼 粉有多种团聚体出现。对应于加工出的钼丝,无论 采用哪种开坯方式,2 、4 的钼丝比1 、3 的钼丝抗 

拉强度高。说明颗粒大小均匀、且无团聚的钼粉,加 工出的钼丝具有较高的抗拉强度。 在金属压力加工中,由于钼粉颗粒大小的不均 匀性,造成晶粒的不均匀。晶粒的不均匀性、晶粒的 

取向和晶界对硬化的影响也是比较大的,尤其是晶 界阻碍位错的滑移造成的影响更甚。晶体在塑性变 形中产生应力与变形的不均匀分布,也可以由各晶 

粒所受的应力图示不同和晶粒的大小不同所造成。 当晶体中各个晶粒的大小不同时,其各个晶粒的变 形抗力便有所不同,这样也会加强应力与变形的分 布不均。晶粒大小的差别越大,应力与变形分布的 

不均匀程度就越大。 颗粒大小不均匀的钼粉,表现出晶体变形的不 

均匀性,这种不均匀性不仅表现在各个晶粒之问,而 且在同一晶粒的各个部分也表现出差异;显然这种 

专利名称:掺铬钼酸铝钾可调谐激光晶体 

专利申请号:CN200610077935.5 

公开号:CNIO106323 1 

申请日:2006.04.25 

公开日:2007.10.31 

申请人:中国科学院福建物质结构研究所 

本发明涉及一种可调谐激光晶体掺铬钼酸铝钾 

晶体及其制备。该晶体采用熔盐顶部籽晶法生长, 变形发展的不均匀性,是由于不同晶粒在空间取向 不同所致。这种晶粒间受到的不均匀应力,必然造 成晶体的变形不均匀。此外,当晶体各晶粒的机械 

性能,如屈服强度不同时,在外力作用下将产生不同 的变形程度,造成晶体的变形不均匀。 

因此,具有颗粒大小均匀、无团聚的钼粉,加工 出的钼丝力学性能优良。 

3 结 论 

通过对钼丝力学性能的研究,认为钼粉的理化 性能指标、压力加工工艺等对钼丝有一定的影响。 在生产钼丝的过程中,如果要得到抗拉强度高的钼 

丝,须严格按照生产工艺,控制各个影响因素,就可 以得到理想的钼丝。本文在前人研究的基础上,选 用了几种有代表性的钼粉进行加工,找出了提高钼 丝抗拉强度的一些因素,得出以下结论: 

(1)具有同样形貌的钼粉,钼粉的费氏粒度越 小,加工出的钼丝抗拉强度越高。 (2)轧制开坯方式有利于钼丝抗拉强度的增 高。 (3)颗粒大小均匀、无团聚的钼粉,加工出的钼