一種合金絲的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及4J42合金絲的制造方法，具體涉及一種放電管電極用4J42合金絲的 生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 4J42合金屬于精密合金中的膨脹合金，含鎳量約為42%,其余主要為鐵，具有穩(wěn) 定的低膨脹系數(shù)（常溫下平均膨脹系數(shù)為1. 6X106/°C)，在航空航天、精密儀器、電子行 業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，其主要用途為生產(chǎn)放電管用電極。放電管用來(lái)保護(hù)通信系統(tǒng)、交通信 號(hào)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及各種電子設(shè)備的外部電纜、電子儀器的安全運(yùn)行。目前還沒(méi)有 其它材料可以取代這種傳統(tǒng)的真空封接材料。雖然4J42市場(chǎng)需求巨大，但是國(guó)內(nèi)大部分 廠家的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大，使其在后續(xù)加工中出現(xiàn)塑性差、成材率低等缺陷，從而導(dǎo)致國(guó) 內(nèi)放電管的高端市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外廠家占領(lǐng)。作為原料的4J42合金絲的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)重 要工藝環(huán)節(jié)，在很大程度上會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。但是目前尚無(wú)對(duì)專門(mén)針對(duì)電放 管用電極帽的4J42合金絲生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)研究，這直接影響了該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的科學(xué)性 和合理性。本發(fā)明系統(tǒng)研究了在生產(chǎn)過(guò)程中影響4J42塑性和成材率的各項(xiàng)因素，通過(guò)對(duì) 4J42生產(chǎn)工藝過(guò)程的改進(jìn)，解決其在后續(xù)加工中出現(xiàn)塑性差、成材率低等缺陷，降低了放電 管的生產(chǎn)損耗，提高了我國(guó)在放電管市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電極用4J42合金絲及其生產(chǎn)方法，改善或 消除鋼材在鑄造、鍛打、乳制等過(guò)程中所造成的產(chǎn)生折疊或劃傷，避免破壞產(chǎn)品表面以及消 除殘余應(yīng)力，改善塑性差和成品絲材在生產(chǎn)加工過(guò)程中的開(kāi)裂幾率。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種放電管電極用4J42合金絲，其包括的 各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：鎳：41. 5-42. 5%，錳：< 0. 8%，硅：< 0. 3%，磷：< 0. 02%，碳： 彡0· 05%，硫：彡0· 02%，鈷：彡1. 0%，鐵：余量。
[0005] 上述放電管電極用4J42合金絲的生產(chǎn)方法，包括如下步驟： 真空熔煉一電渣重熔一鍛打開(kāi)坯一熱軋成型一酸白打磨一第一次拉拔一退火處理一 酸洗檢查一第二次拉拔一退火處理一圓盤(pán)剝皮一精拉一熱處理，其中： 1) 真空熔煉：將Ni板、Co片、金屬硅、Μη、超低碳工業(yè)純Fe經(jīng)烘烤后，裝入真空感應(yīng)熔 煉爐中進(jìn)行熔煉，融化70%后加大功率高速熔化，當(dāng)全熔后待達(dá)到精煉溫度1580°C以上后 進(jìn)入精煉期，精煉保持至少30分鐘，精煉后期轉(zhuǎn)低真空（103 -10 1Pa)，大功率攪拌1-3分 鐘出鋼，澆注電極； 2) 電渣重熔：用質(zhì)量比為1 :1的螢石與二氧化鈦制備引弧劑，將CaF2、A1203和CaO調(diào) 和制作重熔電渣系，其中，三者的質(zhì)量百分比為：CaF2 :65%-75%，A1203:15%-25%，CaO:余量； 裝爐、引弧造渣、冶煉、補(bǔ)縮、冷卻，制成鋼錠坯；加渣時(shí)勺不允許和結(jié)晶器、電極棒同時(shí)接觸 或渣勺亂搗結(jié)晶器上的渣料，引弧電流為500-1500A，渣全熔后再進(jìn)行正常冶煉，控制電流 2500-3000A，電壓38-41V，使電極熔化，直到結(jié)晶器裝滿為止，冶煉完結(jié)進(jìn)行補(bǔ)縮、重熔鋼錠 冷卻脫錠空冷； 所述真空冶煉工序與電渣重熔工序，使用的ZGHLO. 25-250-1型真空感應(yīng)熔煉爐有效 地提高了合金鋼的純凈度和組織結(jié)構(gòu)均勻性，改善了鋼錠的表面、內(nèi)在質(zhì)量，提高合金鋼的 性能。
[0006] 3)鍛造開(kāi)坯：（1)預(yù)熱：鋼錠坯由室溫加熱到850°C，預(yù)熱30-50分鐘； (2) 升溫：升溫到1050-1150°C翻錠坯，保溫40-50分鐘； (3) 保溫：達(dá)到鍛造溫度時(shí)，始鍛溫度> 1KKTC，終鍛溫度> 950°C; (4) 鍛制：采用二輕一重，二均勻的操作法制成鋼錠； 所述的鍛制是鍛打開(kāi)始以較小的變形量進(jìn)行輕擊，等塑性提高后酌情重?fù)?，臨近終鍛 溫度時(shí)再輕擊，要求變形均勻，避免在同一位置反復(fù)撞擊，鍛打過(guò)程中要勤翻身，勤進(jìn)料，每 次進(jìn)料量應(yīng)小于鉆寬，大于壓下量，避免產(chǎn)生錘印和折迭，破壞表面。
[0007] 4)熱軋成盤(pán)：材料裝入退火爐的溫度：< 600°C;升溫時(shí)間彡120分鐘；加熱溫度： 1000-1150°C;保溫時(shí)間：彡30分鐘，始軋溫度：彡1180°C;終軋溫度彡950°C; 所述熱軋極易產(chǎn)生劃傷缺陷，微裂紋、折疊等缺陷，易導(dǎo)致在后續(xù)加工時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力聚 積、斷絲等現(xiàn)象，所以坯料進(jìn)爐前應(yīng)對(duì)對(duì)生產(chǎn)備件進(jìn)行裝配和調(diào)整，進(jìn)、出口導(dǎo)衛(wèi)必須在同 一水平線上，并與軋輥保持最佳距離，以避免以上現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0008] 5)酸白打磨：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度50-80°C，酸洗時(shí)間 20-30min;檢查材料表面情況，并對(duì)表面缺陷進(jìn)行修磨處理； 酸洗液配比：
所述的酸洗工序，濃度以配酸的重量計(jì)算，酸洗后的坯料必須浸洗和高壓水沖洗干 凈，方便找出表面裂紋。酸洗后檢查材料表面情況，如有表面缺陷(如毛邊、包皮、裂紋)，用 手提式砂輪進(jìn)行修磨處理。
[0009] 6)第一次拉拔：作業(yè)前，先進(jìn)行配模，按變形要求用聚晶模進(jìn)行拉拔處理； 所述拉拔工序，需根據(jù)尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標(biāo)準(zhǔn)如下： 單位（_)"*"表示退火(退火溫度參見(jiàn)《井式真空電爐熱處理(退火）一覽表》） <2 12.0-<2 11.0-<2 10. 〇*-0 8.0-0 7.0-0 6.0-0 5. 0* 井式真空電爐熱處理(退火）一覽表
7) 退火處理：將半成品放置在井式真空退火爐中進(jìn)行退火處理，溫度在800°C-850°C， 保溫1-2個(gè)小時(shí)； 8) 酸洗檢查：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度50-80°C，酸洗時(shí)間20-30min。檢 查材料表面情況，用手提式砂輪進(jìn)行人工修磨，要求表面缺陷深度不超過(guò)〇. 5mm; 9) 第二次拉拔：對(duì)修磨后的盤(pán)圓進(jìn)行第二次連續(xù)拉拔； 10) 退火處理：將半成品放置在井式真空退火爐中進(jìn)行退火處理，溫度在 800°C-850°C，保溫 1-2 個(gè)小時(shí)； 11) 圓盤(pán)剝皮：對(duì)退火處理后的半成品采用盤(pán)圓剝皮以消除其表面氧化層； 12) 精拉：（1)配模：需根據(jù)尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標(biāo)準(zhǔn)如下： 單位（_)"*"表示退火(退火溫度參見(jiàn)《井式真空電爐處理(退火）一覽表》） (t4.0-Φ3.0-Φ2. 5-C2. 0^-C1. 48C4.Ο-Φ3.Ο-Φ2. 5-C1. 8*-?1. 18 (2)精拉：每拉下一個(gè)規(guī)格都需進(jìn)行酸洗檢查； 13) 熱處理：將冷拉后的絲材放置在井式氬氣保護(hù)光亮退火爐中進(jìn)行熱處理，熱處理溫 度在800°C-850°C，保溫1-2個(gè)小時(shí)后空冷，出成品。
[0010] 上述的退火熱處理和熱處理，可以改善或消除鋼材在鑄造、鍛打、乳制等過(guò)程中所 造成的各種組織缺失以及殘余應(yīng)力，并細(xì)化晶粒，防止了應(yīng)力集中，從而降低了 4J42在壓 制過(guò)程中的開(kāi)裂幾率，可以承受較大的變形量，具有較大的延伸率、斷面收縮率、較好的塑 性以及較高的韌性和強(qiáng)度。
[0011] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：針對(duì)原放電管電極用4J42 合金絲的生產(chǎn)上存在的不足，采用真空感應(yīng)熔煉爐有效地提高了合金鋼的純凈度和組織結(jié) 構(gòu)均勻性，改善了鋼錠的表面、內(nèi)在質(zhì)量，提高合金鋼的性能，降低了鋼中非金屬夾雜物的 含量和H、0的氣體含量；通過(guò)脫氧、細(xì)化晶粒處理，擴(kuò)大鋼的變形量、延伸率、斷面收縮率、 較好的塑性以及較高的韌性和強(qiáng)度；鋼錠進(jìn)爐鍛打、乳制前對(duì)生產(chǎn)備件進(jìn)行裝配和調(diào)整，避 免過(guò)程中產(chǎn)生折疊或劃傷，破壞產(chǎn)品表面，形成開(kāi)裂的裂紋。對(duì)4J42半成品進(jìn)行盤(pán)圓剝皮 改善合金的表面質(zhì)量，同時(shí)多次的酸洗、修磨、退火、拉拔，盡量做到表面零缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0012] -種放電管電極用4J42合金絲的生產(chǎn)方法，具體步驟如下： 1、真空熔煉： (1) 、原料準(zhǔn)備：所述爐料為金川Ni板和超低碳材料，經(jīng)烘烤后備用； (2) 、裝料：在真空感應(yīng)熔煉爐中裝入經(jīng)烘烤后備用的將原料金川Ni板和超低碳爐料； (3) 、精煉：低功率化料，融化70%后加大功率高速熔化，當(dāng)全熔后待達(dá)到精煉溫度 1600°C后進(jìn)入精煉期，精煉保持至少30分鐘； (4) 、澆注：精煉后期轉(zhuǎn)低真空（103 -10-1Pa)，大功率攪拌一分鐘出鋼，澆注電極。所 用的盛鋼桶應(yīng)清潔，不應(yīng)有冷鋼、殘?jiān)?，桶壁塞桿上不能有未燒盡的黑灰、油煙等。
[0013] 2、電渣重熔： (1) 、引弧劑與重熔電渣系的調(diào)配：按1 :1的比例將螢石與二氧化鈦制備成引弧劑， CaF2、A1203和CaO按7:2:1制作重熔電渣系； (2) 、裝爐：把底盤(pán)、引弧劑、結(jié)晶器及電極安裝好，裝結(jié)晶器前必須先通水，并檢查有無(wú) 漏水現(xiàn)象，盤(pán)底上的墊粉和結(jié)晶器之間必須嚴(yán)密，墊粉內(nèi)圈要盡量圓，水箱面要干燥、干凈， 放上引弧劑，以保證其導(dǎo)電性； (3) 、引弧造渣：降低電極使電極與引弧劑接觸，完成引弧工作，使引弧劑融化，加入重 熔電渣系； (4) 、冶煉：加渣時(shí)勺不允許和結(jié)晶器、電極棒同時(shí)接觸或渣勺亂搗結(jié)晶器上的渣料，弓丨 弧電流為500-1500A，渣全熔后再進(jìn)行正常冶煉，控制電流2500-3000A，電壓38-41V，使電