谐振杆用冷镦丝及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及射频器的谐振杆用殷钢冷镦丝及其生产方法，满足谐振杆适用的所需 的硬度与膨胀系数的要求，并能够满足冷镦加工的材料及其生产方法，尤其是关于膨胀合 金材料镍基4J36的改进。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信业务飞速发展，射频器成为通讯基站的建设中不可或缺的产品，而 在射频器中又大量运用到谐振杆产品。谐振杆做为射频器的核心部件，多年来因其精度要 求较高而采用棒材进行车床车削加工，但近年来随着国内外通讯行业进一步的发展和国内 通信主设备商进军国际市场的加速，射频器件的市场需求越来越大，而目前制造谐振杆均 采用数控机床（CNC)对谐振杆进行切削加工，因此带来的问题是加工材料浪费严重，材料 利用率仅有60%~70%，而且加工时间较长，加工效率仅为30~40个/小时。谐振杆的 加工效率成为制约客户提升产品产量、降低各项成本的障碍。在对现有技术的研究和实践 过程中发现：传统冷镦加工方法主要用于制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。锻坯材 料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80~90%，不但提高了 加工效率，更加节省材料，降低产品制造成本。而现有的谐振杆材料由于要满足硬度及膨胀 系数的要求，因此其不能采用冷镦方法进行一次成型加工。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于提供一种满足射频器中的谐振杆所需的硬度与膨 胀系数的要求，同时能够满足冷镦加工的要求的冷镦丝及其生产方法。
[0004] 在国标允许范围内适当调整原有4J36膨胀合金材料成分，融入新的生产方 法。具体操作如下：选用4J36膨胀合金材料，其化学成分为（wt. %表示）：镍：35-37%，锰： 0· 2-0. 6%，硅：彡 0· 3%，磷：彡 0· 2%，碳：彡 0· 05%，硫：彡 0· 02%，铁：余量。
[0005] 其生产方法包括以下步骤：真空熔炼一电渣重熔一锻打开坯一热轧成型一粗丝 拉拔一酸白坯料一打磨修边一退火处理一酸洗检查一冷拉一热处理，其中： 1)真空熔炼：将原料金川Ni板、金属硅、Μη、超低碳和工业纯Fe经烘烤后装入锦州东 方电炉有限公司生产的ZGHL0. 25-250-1型真空感应熔炼炉中进行熔炼，融化70%后加大功 率高速熔化，当全熔后待达到精炼温度1460-1660°C (优选1500°C )后进入精炼期，精炼保 持30分钟，精炼后期转低真空（103 -10 1 Pa)，大功率搅拌一分钟出钢，浇注电极。
[0006] 2)电渣重熔：用质量比为0.9 :1至1. 1 :1的萤石与二氧化钛制备引弧剂，用质量 比分别为7:2:1的CaF2、A1203和CaO制作重熔电渣系；装炉、引弧造渣、冶炼、补缩、冷却，制 成钢锭坯；加渣时勺不允许和结晶器、电极棒同时接触或渣勺乱捣结晶器上的渣料，引弧电 流为500-1500A，渣全熔后再进行正常冶炼，控制电流2500-3000A，电压38-41V，使电极熔 化，直到结晶器装满为止，冶炼完结进行补缩、重熔钢锭冷却脱锭空冷。
[0007] 所述真空冶炼工序与电渣重熔工序，使用的ZGHL0. 25-250-1型真空感应熔炼炉 有效地提高了合金钢的纯净度和组织结构均匀性，改善了钢锭的表面、内在质量，提高合金 钢的性能，进一步降低了钢中非金属夹杂物的产生量。
[0008] 3)锻打开坯： (1) 预热：钢锭坯由室温加热到850°c，预热30-50分钟； (2) 升温：升温到1050-1150°C翻锭坯，保温40-50分钟； (3) 保温：达到锻造温度时，始锻温度> 1KKTC，终锻温度> 950°C。
[0009] (4)锻制：采用二轻一重，二均匀的操作法制成钢锭。
[0010] 所述的锻制是锻打开始以较小的变形量进行轻击，等塑性提高后酌情重击，临近 终锻温度时再轻击，要求变形均匀，避免在同一位置反复撞击，锻打过程中要勤翻身，勤进 料，每次进料量应小于钻宽，大于压下量，避免产生锤印和折迭，破坏表面，影响冷镦钢的质 量。
[0011] 4)热轧成型：材料装入退火炉的温度：< 600°C;升温时间彡120分钟；加热温度： 1100-1150°C ;保温时间：彡30分钟，始轧温度：彡1KKTC ;终轧温度彡950°C。
[0012] 上述热轧工序，进炉前对生产备件进行装配和调整，可避免在轧制过程中产生折 叠或划伤，破坏产品表面，形成开裂的裂纹。
[0013] 5)粗丝拉拔：作业前，先进行配模，按变形要求用聚晶模进行拉拔处理。
[0014] 所述粗丝拉拔工序，需根据尺寸要求，选择合适孔型的模具，配模工艺标准如下：单位（_)"*"表示退火(退火温度参见《井式真空电炉热处理(退火）一览表》） <2 18.0* - <2 17.0* - <2 16.0* - <2 15.0* - <2 14.0* - <2 13.0* - <2 10.0* 和 0 8.5* 井式真空电炉热处理(退火）一览表
6)酸白坯料：用硫酸浸泡、盐酸漂洗至白色，酸洗温度30-70°C，酸洗时间20-35分钟。 坯料酸洗液配比：
所述的酸洗工序，浓度以配酸的重量计算，酸洗后的坯料必须浸洗和高压水冲洗干 净，方便找出表面裂纹。
[0015] 7)打磨修边：检查材料表面情况，如有表面缺陷(如毛边、包皮、裂纹)，用手提式砂 轮进行修磨处理。
[0016] 8)退火处理：将粗丝放置在井式真空退火炉中进行退火处理，温度在 800°C _850°C，保温 1-2 个小时。
[0017] 9)酸洗检查：用硫酸浸泡、盐酸漂洗至白色，酸洗温度50-80°C，酸洗时间8-15分 钟。检查材料表面情况，用手提式砂轮进行轻修，要求表面缺陷深度不超过0. 5mm。
[0018] 10)精拉：（1)配模：需根据尺寸要求，选择合适孔型的模具，配模工艺标准如下：单位（_)"*"表示退火(退火温度参见《井式真空电炉处理(退火）一览表》)， <2 18.0* - <2 17.0* - <2 16.0* - <2 15.0* - <2 14.0* - <2 13.0* - <2 10.0* 和 0 8.5。
[0019] (2)精拉：每拉下一个规格都需进行酸洗检查，修磨处理。 11)热处理：将冷拉后的丝材放置在井式氩气保护光亮退火炉中进行热处理，热处理温 度在800°C -850°C，保温1-2个小时后空冷，出料。
[0020] 上述的退火热处理和热处理，可以改善或消除钢材在铸造、锻打、乳制等过程中所 造成的各种组织缺失以及残余应力，并细化晶粒，防止了应力集中，从而降低了冷镦钢的开 裂几率，可以承受较大的变形量，具有较大的延伸率、断面收缩率、较好的塑性以及较高的 韧性和强度。
[0021] 本发明从影响冷镦钢质量的钢的化学成分、表面缺陷、设备调整、晶粒度和轧制方 法4大因素出发，使用ZGHL0. 25-250-1型真空感应熔炼炉有效地提高了合金钢的纯净度和 组织结构均匀性，改善了钢锭的表面、内在质量，提高合金钢的性能，降低了钢中非金属夹 杂物的含量和H、0的气体含量；脱氧、细化晶粒，扩大钢的变形量、延伸率、断面收缩率、较 好的塑性以及较高的韧性和强度；进炉前对生产备件进行装配和调整，可避免在轧制过程 中产生折叠或划伤，破坏产品表面，形成开裂的裂纹通过对坯料进行反复的酸洗、修磨、退 火、拉拔，做到表面零缺陷。经客户实际加工发现，此材料即满足硬度及膨胀系数的要求，又 能采用冷镦方法进行一次成型加工。材料利用率可达95%，不但提高了加工效率，更加节省 材料，降低广品制造成本。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 谐振杆用冷镦丝，其化学成分为（wt. %表示）：镍：35. 6%，锰：0. 35%，硅：0. 3%，磷： 0· 18%，碳：0· 02%，硫：0· 015%，铁：63· 535%。
[0023] 实施例2 谐振杆用冷镦丝，其化学成分为（wt. %表示）：镍：36. 8%，锰：0. 5%，硅：0. 28%，磷： 0· 10%，碳：0· 015%，硫：0· 01%，铁：62· 295%。
[0024] 实施例3 谐振杆用冷镦丝，其化学成分为（wt. %表示）：镍：36. 2%，锰：0. 33%，硅：0. 17%，磷： 0· 13%，碳：0· 021%，硫：0· 012%，铁：63· 137%。
[0025] 以上实施例1-3的生产方法包括以下步骤： 1、真空熔炼： (1) 、原料准备：所述炉料为金川Ni板、金属硅、Μη、超低碳和工业纯Fe材料，经烘烤后 备用； (2) 、装料：在真空感应熔炼炉中装入经烘烤后备用的金川Ni板、金属硅、Μη、超低碳和 工业纯Fe炉料； (3) 、精炼：低功率化料，融化70%后加大功率高速熔化，当全熔后待达到精炼温度 1500°C后进入精炼期，精炼保持30分钟； (4) 、浇注：精炼后期转低真空（103 -10 1 Pa)，大功率搅拌一分钟出钢，浇注电极。
[0026] 2、电渣重熔： (1) 、引弧剂与重熔电渣系的调配：用质量比为1 :1的萤石与