专利名称：一种制造钨铜合金棒丝材的方法
一种制造钨铜合金棒丝材的方法技术领域
本发明属于材料制造技术领域，具体涉及一种用机械加工方式制造钨铜合金棒丝材的方法。
背景技术：
钨铜合金是一种由体心立方结构的钨颗粒和面心立方的铜粘结相组成的既不互相固溶也不形成金属间化合物的一种复合材料，通常被称为伪合金或假合金。因此，它既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性，同时又具有铜的高塑性、良好的导电和导热性等特性，这些特有的综合性能使钨铜合金在以下领域得到广泛的应用1)各类高压电器开关的电触头；2)电阻焊接、电加工的电极；3)航天技术中接触高温燃气的高温零部件；4) 电子封接和热沉积材料；5)应用于航天和军工中，如用作破甲弹药型罩材料和导弹喷管材料等。钨铜合金的产品，按其制备的方法不同，可分为钨铜合金制品、钨铜合金板带材(含箔材)、钨铜合金棒丝材。其中钨铜合金棒丝材广泛用于触发电极、高压开关及军工的相关领域。
用于制备钨铜合金棒丝材的圆坯为粉末烧结体，其致密度相对较低，存在大量细小的微孔隙，导致其耐应力性较差，对钨铜合金的性能有相当不利的影响，从而需要通过锻造或挤压的方式使得这些微孔隙减少甚至消失以制成钨铜合金棒丝材。但由于钨的加工性能不好，材料本身硬且脆，加工温度高且温度范围较窄，直接对钨铜合金圆坯进行锻造或挤压，容易导致圆坯的开裂报废。
现有技术中，钨铜合金棒丝材的加工方法主要是采用包套加工的方式，即应用压力机将该圆坯压入钢套中，钢套与圆坯之间采用过盈配合，以使二者紧密结合，之后再进行锻造或挤压，形成一定规格的棒丝材。包套加工使得钨铜合金圆坯的耐应力性增强，提高了材料的可成形性，可以耐受多次旋锻及挤压而不开裂变形。但是当得到指定规格的产品后， 还要通过机加工的方式将包套去除，不可避免的产生材料的浪费，加之工艺流程较为复杂， 用该方法生产的钨铜合金棒丝材成本较高。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用机械加工方式制造钨铜合金棒丝材的方法。
本发明的技术方案如下
一种制造钨铜合金棒丝材的方法，将钨铜合金圆坯经车光处理后，通过Y型轧机机组不包套偶数道连轧或不包套单道偶数次轧制成钨铜合金棒丝材A。
所述钨铜合金圆坯中铜质量含量为10% 50%，相应的余量为钨；该圆坯直径优选为Φ 14. 5士0. 5mm ；该圆坯为熔渗工艺制取的圆坯，或者为钨铜复合粉经压制、烧结方式制取的钨铜合金烧结圆坯，或者为钨铜复合粉经压制、烧结、挤压制成的圆坯。
将钨铜合金圆坯经车光处理后，优选通过Y型轧机机组不包套4道连轧或不包套单道4次轧制成直径优选为Φ 10 士 0. 2mm的钨铜合金棒丝材A。
所述Y型轧机机组的名义辊径为Φ 220mm,其4道连轧或单道4次轧制的孔型构成为圆一三角一六方一弧三角一圆，加热温度为900士50°C，加热气氛为氢气，保温时间20分钟。
所述4道连轧的机组为整体传动，从第1道到第4道辊径线速度依次为79. 2米/ 分、97. 88 米 / 分、119. 86 米 / 分、146. 88 米 / 分。
所述钨铜合金棒丝材A经单头旋锤设备单道多次累计旋锤成为直径Φ6.0 Φ IOmm的钨铜合金棒丝材B。
所述单头旋锤单道多次累计旋锤的加热温度为800士50°C，加热气氛为氢气，加热保温时间为20分钟，锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次平均减面率为8%。
所述钨铜合金棒丝材B经链式拉丝单道多次累计拉拔成为直径为Φ3.0 Φ 5. 5mm的钨铜合金棒丝材C。
所述链式拉丝单道多次累计拉拔的丝材加热温度为300-450°C，模具加热温度为 400-60(TC，过程采用棒材表面涂覆石墨乳作为拉拔润滑剂，拉拔速度范围为1. 2 2. 0米 /分，道次平均减面率为5%。
本发明的有益效果是
(1)采用不包套加工方式，制备工艺简单，工艺过程中无材料损失。
(2)采用Y型轧机轧制的加工方式，与旋锻工艺相比，减少了加热次数，降低了能耗，不需要人工喂料，生产的产品性能稳定；与挤压工艺相比，能够加工的坯材的长度不受挤压比限制。
(3)Y型轧机机组轧制完成后还可以通过单头旋锤、链式拉丝生产出直径 Φ 3. Omm Φ IOmm棒丝材成品，产品的规格多且齐全，适应不同的应用范围。
图1为实施例1钨铜合金圆坯金相示意图2为实施例1钨铜合金棒丝材A金相示意图3为实施例5钨铜合金圆坯金相示意图4为实施例5钨铜合金棒丝材A金相示意图。
具体实施方式
以下将结合实例对本发明做进一步说明
实施例1
将熔渗工艺制备的铜含量为观％、钨为对应余量的钨铜合金直径为 Φ 14. 5士0. 5mm、长度为400mm的圆坯经车光处理后，在氢气气氛中、加热温度为900°C的电阻炉内加热20分钟后取出，喂入名义辊径为Φ 220mm的Y型轧机机组，经过4道连轧，一次加工至直径Φ 10 士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A，4道连轧的机组为整体运动，其孔型变化为圆一三角一六方一弧三角一圆，辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。继续在氢气气氛中、加热温度为800°C的电阻炉内加热20分钟后取出，送入单头旋锤机进行单道旋锤加工，按上述的加热+旋锤的步骤反复进行单道、多次累计旋锤变形加工，控制锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次减面率在8%，如此将直径 Φ 10士0.2mm的钨铜合金棒丝材A继续加工至直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B。最后，再将直径Φ6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B在链式拉丝机上按丝材加热温度为450°C、 模具加热温度为550°C、以棒材表面涂覆石墨乳做为润滑剂、拉丝速度按1. 2 2. 0米/ 分控制、道次减面率为5%进行拉拔加工，如此反复进行单道、多次拉拔加工，直至将直径 Φ6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B继续加工至直径Φ4. 0士0. 05mm的钨铜合金棒丝材C。
其原料与轧制后的金相对比，见图1和图2。
图1为铜质量含量观％、钨为对应余量的直径Φ 14. 5mm钨铜合金圆坯金相示意图；图2为铜质量含量观％、钨为对应余量的直径Φ 14. 5mm钨铜合金圆坯经4连轧后所得直径Φ IOmm的钨铜合金棒丝材A金相示意图。
实施例2
将熔渗工艺制备的铜含量为观％、钨为对应余量的钨铜合金直径为 Φ 14. 5士0. 5mm、长度为400mm的圆坯经车光处理后，在氢气气氛中、加热温度为850°C的电阻炉内加热20分钟后取出，喂入名义辊径为Φ 220mm的Y型轧机机组，经过4道连轧，一次加工至直径Φ 10 士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A，4道连轧的机组为整体运动，其孔型变化为圆一三角一六方一弧三角一圆，辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。继续在氢气气氛中、加热温度为750°C的电阻炉内加热20分钟后取出，送入单头旋锤机进行单道旋锤加工，按上述的加热+旋锤的步骤反复进行单道、多次累计旋锤变形加工，控制锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次减面率在8%，如此将直径 Φ 10士0.2mm钨铜合金棒丝材A继续加工至直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B。最后，再将直径Φ6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B在链式拉丝机上按丝材加热温度为400°C、 模具加热温度为600°C、以棒材表面涂覆石墨乳做为润滑剂、拉丝速度按1. 2 2. 0米/ 分控制、道次减面率为5%进行拉拔加工，如此反复进行单道、多次拉拔加工，直至将直径 Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B继续加工至直径Φ3. 0士0. 05mm的钨铜合金棒丝材C。
实施例3
将熔渗工艺制备的铜含量为观％、钨为对应余量的钨铜合金直径为 Φ 14. 5士0. 5mm、长度为400mm的圆坯经车光处理后，在氢气气氛中、加热温度为900°C的电阻炉内加热20分钟后取出，喂入名义辊径为Φ 220mm的Y型轧机机组，经过4道连轧，一次加工至直径Φ 10 士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A，4道连轧的机组为整体运动，其孔型变化为圆一三角一六方一弧三角一圆，辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。继续在氢气气氛中、加热温度为800°C的电阻炉内加热20分钟后取出，送入单头旋锤机进行单道旋锤加工，按上述的加热+旋锤的步骤反复进行单道、多次累计旋锤变形加工，控制锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次减面率在8 %，如此将直径 Φ 10士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A继续加工至直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B。最后，再将直径Φ 6. 0 士 0. 2mm的钨铜合金棒丝材B在链式拉丝机上按丝材加热温度为300 V、 模具加热温度为400°C、以棒材表面涂覆石墨乳做为润滑剂、拉丝速度按1. 2 2. 0米/ 分控制、道次减面率为5%进行拉拔加工，如此反复进行单道、多次拉拔加工，直至将直径 Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B继续加工至直径Φ4. 0士0. 05mm的钨铜合金棒丝材C。
实施例45
将熔渗工艺制备的铜含量为50 %、钨为对应余量的钨铜合金直径为 Φ 14. 5士0. 5mm、长度为400mm的圆坯经车光处理后，在氢气气氛中、加热温度为850°C的电阻炉内加热20分钟后取出，喂入名义辊径为Φ 220mm的Y型轧机机组，经过4道连轧，一次加工至直径Φ 10 士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A，4道连轧的机组为整体运动，其孔型变化为圆一三角一六方一弧三角一圆，辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。继续在氢气气氛中、加热温度为750°C的电阻炉内加热20分钟后取出，送入单头旋锤机进行单道旋锤加工，按上述的加热+旋锤的步骤反复进行单道、多次累计旋锤变形加工，控制锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次减面率在8%，如此将直径 Φ 10士0.2mm的钨铜合金棒丝材A继续加工至直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B。最后，再将直径Φ 6. 0 士 0. 2mm的钨铜合金棒丝材B在链式拉丝机上按丝材加热温度为300 V、 模具加热温度为450°C、以棒材表面涂覆石墨乳做为润滑剂、拉丝速度按1. 2 2. 0米/ 分控制、道次减面率为5%进行拉拔加工，如此反复进行单道、多次拉拔加工，直至将直径 Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B继续加工至直径Φ4. 0士0. 05mm的钨铜合金棒丝材C。
实施例5
将熔渗工艺制备的铜含量为10%、钨为对应余量的钨铜合金直径为 Φ 14. 5士0. 5mm、长度为400mm的圆坯经车光处理后，在氢气气氛中、加热温度为950°C的电阻炉内加热20分钟后取出，喂入名义辊径为Φ 220mm的Y型轧机机组，经过4道连轧，一次加工至直径Φ 10 士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A，4道连轧的机组为整体运动，其孔型变化为圆一三角一六方一弧三角一圆，辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。继续在氢气气氛中、加热温度为850°C的电阻炉内加热20分钟后取出，送入单头旋锤机进行单道旋锤加工，按上述的加热+旋锤的步骤反复进行单道、多次累计旋锤变形加工，控制锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次减面率在8 %，如此将直径 Φ 10士0. 2mm的钨铜合金棒丝材A继续加工至直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B。最后，再将直径Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B在链式拉丝机上按丝材加热温度为450°C、 模具加热温度为550°C、以棒材表面涂覆石墨乳做为润滑剂、拉丝速度按1. 2 2. 0米/ 分控制、道次减面率为5%进行拉拔加工，如此反复进行单道、多次拉拔加工，直至将直径 Φ 6. 0士0. 2mm的钨铜合金棒丝材B继续加工至直径Φ4. 0士0. 05mm的钨铜合金棒丝材C。
其原料与轧制后的金相对比，见图3和图4。
图3为铜质量含量10%、钨为对应余量的直径Φ 14. 5mm钨铜合金圆坯金相示意图；图4为铜质量含量10%、钨为对应余量的直径Φ 14. 5mm钨铜合金圆坯经4连轧后所得直径Φ IOmm钨铜合金棒丝材A金相示意图。
本发明的圆坯也可以为钨铜复合粉经压制、烧结方式制取制备的钨铜合金烧结圆坯，还可以为钨铜复合粉经压制、烧结、挤压制成的圆坯。使用这些圆坯作为原料按以上实施例的操作方法和条件可得到相同的技术效果。
本发明的轧制过程也可采用Y型轧机单道4次轧制，按照上述实施例的其他操作方法和条件也可得到相同的技术效果
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于将钨铜合金圆坯经车光处理后，通过 Y型轧机机组不包套偶数道连轧或不包套单道偶数次轧制成钨铜合金棒丝材A。
2.如权利要求1所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述钨铜合金圆坯中铜质量含量为10% 50%，相应的余量为钨；该圆坯直径为Φ 14. 5士0. 5mm ；该圆坯为熔渗工艺制取的圆坯，或者为钨铜复合粉经压制、烧结方式制取的钨铜合金烧结圆坯，或者为钨铜复合粉经压制、烧结、挤压制成的圆坯。
3.如权利要求1所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于将钨铜合金圆坯经车光处理后，通过Y型轧机机组不包套4道连轧或不包套单道4次轧制成直径为 Φ10±0. 2mm的钨铜合金棒丝材A。
4.如权利要求3所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述Y型轧机机组的名义辊径为Φ 220mm，其4道连轧或单道4次轧制的孔型构成为圆一三角一六方一弧三角一圆，加热温度为900士50°C，加热气氛为氢气，保温时间20分钟。
5.如权利要求4所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述4道连轧的机组为整体传动，从第1道到第4道辊径线速度依次为79. 2米/分、97. 88米/分、119. 86 米/分、146. 88米/分。
6.如权利要求1所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述钨铜合金棒丝材A经单头旋锤设备单道多次累计旋锤成为直径Φ 6.0 Φ IOmm的钨铜合金棒丝材B。
7.如权利要求6所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述单头旋锤单道多次累计旋锤的加热温度为800士50°C，加热气氛为氢气，加热保温时间为20分钟，锤出料速度为0. 8 1. 2米/分，道次平均减面率为8 %。
8.如权利要求6所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述钨铜合金棒丝材B经链式拉丝单道多次累计拉拔成为直径为Φ 3. 0 Φ 5. 5mm的钨铜合金棒丝材C。
9.如权利要求8所述的一种制造钨铜合金棒丝材的方法，其特征在于所述链式拉丝单道多次累计拉拔的丝材加热温度为300-450°C，模具加热温度为400-60(TC，采用棒材表面涂覆石墨乳作为拉拔润滑剂，拉拔速度范围为1. 2 2. 0米/分，道次平均减面率为5%。
全文摘要
本发明公开了一种制造钨铜合金棒丝材的方法。本发明采用Y型轧机机组不包套偶数道连轧或不包套单道偶数次轧制，将钨铜合金圆坯加工成钨铜合金棒丝材。本发明制备工艺简单，工艺过程中无材料损失；与传统的旋锻工艺相比，减少了加热次数，降低了能耗，不需要人工喂料，生产的产品性能稳定；与挤压工艺相比，能够加工的坯材的长度不受挤压比的限制；Y型轧机机组轧制完成后还可以通过单头旋锤、链式拉丝生产出直径φ3.0mm～φ10mm棒丝材成品，产品的规格多且齐全，适应不同的应用范围。
文档编号B21B15/00GK102500615SQ201110325518
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者于洋, 庄志刚, 杨福民, 林强, 蔡协勇, 赖亚洲 申请人:厦门虹鹭钨钼工业有限公司