鎢絲的製造工藝流程:
1. 原料準(zhǔn)備(鎢粉製備)
鎢礦提?。簭逆u礦(如黑鎢礦或白鎢礦)中提取三氧化鎢(WO?)或鎢酸鹽。
化學(xué)還原:通過氫氣還原三氧化鎢,製備高純度鎢粉。還原過程通常在高溫下進(jìn)行,得到細(xì)微性均勻的鎢粉。
2. 摻雜(可選)
為改善鎢絲的性能(如抗高溫變形能力),可在鎢粉中加入微量摻雜劑(如鉀、鋁、矽的化合物),形成摻雜鎢粉。這種摻雜工藝常用於製造耐高溫的燈絲鎢絲。
不同用途的鎢絲(如白熾燈、真空管、X射線管)可能在摻雜或拉絲工藝上有所差異。
3. 壓制成型
將鎢粉裝入模具,在高壓下(通常通過液壓機(jī))壓制成鎢條(坯條)。
壓制過程中需控制壓力和粉末的均勻性,以確保坯條的密度和強(qiáng)度。
4. 預(yù)燒結(jié)
將壓制好的鎢條在較低溫度(約1000-1300°C)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié),以增強(qiáng)坯條的機(jī)械強(qiáng)度,便於後續(xù)處理。
5. 燒結(jié)
在高溫?zé)Y(jié)爐中(約2500-3000°C),通過直接通電或間接加熱的方式,使鎢條達(dá)到接近熔點(diǎn)的溫度,顆粒結(jié)合形成緻密的鎢坯。
燒結(jié)通常在氫氣或真空環(huán)境中進(jìn)行,以防止氧化。
6. 鍛造與旋鍛
將燒結(jié)後的鎢坯進(jìn)行高溫鍛造或旋鍛,逐步減小直徑,提高材料密度和強(qiáng)度。
這一步驟通過反復(fù)加熱和機(jī)械加工,使鎢坯形成細(xì)長(zhǎng)的鎢棒。
7. 拉絲
將鎢棒通過一系列拉絲模逐步拉制成更細(xì)的鎢絲。
拉絲過程中需在高溫(約1000-1500°C)下進(jìn)行,以保持鎢的延展性。
使用潤(rùn)滑劑(如石墨乳)減少摩擦,並通過多道拉絲逐步減小直徑,直至達(dá)到所需規(guī)格(可細(xì)至幾微米)。
8. 退火
在拉絲過程中,鎢絲會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,因此需通過退火(在氫氣或真空環(huán)境中加熱)消除應(yīng)力,改善延展性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
退火溫度和時(shí)間根據(jù)鎢絲的直徑和用途進(jìn)行調(diào)整。
9. 清洗與表面處理
拉絲後的鎢絲需進(jìn)行清洗,去除表面殘留的潤(rùn)滑劑或氧化物。
根據(jù)用途,可能進(jìn)行拋光或塗層處理,以提高表面品質(zhì)或特殊性能。
10. 切割與成型
將鎢絲按所需長(zhǎng)度切割,或纏繞成特定形狀(如燈絲的螺旋狀)。
這一步驟需高精度設(shè)備以確保尺寸一致性。
11. 品質(zhì)檢測(cè)
對(duì)成品鎢絲進(jìn)行多項(xiàng)檢測(cè),包括直徑、表面品質(zhì)、機(jī)械性能(如抗拉強(qiáng)度)、電阻率等。
對(duì)於特殊用途(如白熾燈或電子器件),還需測(cè)試高溫性能和壽命。
12. 包裝與儲(chǔ)存
合格的鎢絲按規(guī)格進(jìn)行捲繞、包裝,並儲(chǔ)存在乾燥、無氧環(huán)境中以防止氧化。