一种超长高强超细钨合金丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超长高强超细钨合金丝及其制备方法，所述超长高强超细钨合金丝包含钨、钼和稀土氧化物，所述钨合金丝中的钼的含量为5

【技术实现步骤摘要】
一种超长高强超细钨合金丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钨合金丝
，具体涉及一种超长高强超细钨合金丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，光伏行业迅猛发展，降本增效需求强烈，要求硅料朝着大片化和超薄化方向发展，尽量提高硅料利用率，现有金刚线母线为高碳钢丝，最小尺寸为40微米，破断力相对较小，无法满足产业发展需求。后续开发的稀土强化钨合金母线，强度更高，可暂时满足使用需求，最小线径达到37微米，抗拉强度高达5000MPa，但是光伏组件生产企业为了进一步降低成本，提出更高要求，一方面继续降低线径，另一方面继续提高强度，同时单根长度要求超过12万米。目前的制备技术无法完全满足，部分企业已经开发出线径为37微米以下的超细钨丝(CN 114250395 A，CN 114231813 A，CN 114250395 A，CN 113186438A，CN 113234980 A，CN 114250395 A，CN 114231813 A，CN 113215463A，CN 114211049 A)，抗拉强度为5500MPa以上，但是单根长度不到10万米，且在使用过程中容易断丝，而单根越长，断线的风险越高，合格率越低。亟需开发一种新型高强超细钨合金母线的制备方法，在保证抗拉强度达标的情况下，进一步改善韧性，提高单根长度超过12万米。

技术实现思路

[0003]鉴于目前存在的上述不足，本专利技术提供一种超长高强超细钨合金丝及其制备方法，本专利技术提高超细钨合金丝的抗拉强度和单根长度，并实现线径的同步减小，线径为37μm以下，抗拉强度为5600MPa以上，单根12万米以上。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种超长高强超细钨合金丝，所述超长高强超细钨合金丝包含钨、钼和稀土氧化物，所述钨合金丝中的钼的含量为5
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40wt％；所述钨合金丝的线径为37μm以下；所述钨合金丝的抗拉强度为5600MPa以上；所述钨合金丝的长度为单根12万米以上。
[0005]依照本专利技术的一个方面，所述稀土氧化物氧化镧、氧化铈、氧化钇中的任意一种或多种。
[0006]依照本专利技术的一个方面，所述稀土氧化物的含量为0.1
‑
5.0wt％。
[0007]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了上述超长高强超细钨合金丝的制备方法，包括以下步骤：
[0008]制粉：采用液液混合、固液混合或者固固混合的方式，实现均匀混合，再经氢还原后得到合金粉；
[0009]压制：采用冷等静压、钢模压制或者热等静压的方式制备压坯，再将压坯压制成坯料，并在氢气中进行预烧结，获得预烧结坯料；
[0010]烧结：将预烧结坯料进行烧结，获得相对致密度为90％
‑
99％的烧结批条；
[0011]压力加工：采用锻造或者轧制的方式进行开坯，再进行多道次旋锻，得到细棒，再
通过不同规格拉丝模进行拉拔，得到所需的钨合金丝。
[0012]依照本专利技术的一个方面，在压制过程中，所述压制的压力为100
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300MPa，将压坯压制成1
‑
7公斤坯料；所述预烧结的温度为1100
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1500℃。
[0013]依照本专利技术的一个方面，在烧结过程中，所述烧结的温度为1700
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2500℃，所述烧结的时间为2
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10小时。
[0014]依照本专利技术的一个方面，在压力加工的过程中，所述开坯的温度在1500
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1800℃。
[0015]依照本专利技术的一个方面，所述钨合金丝还需进行电解抛光和清洗处理。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]本申请引入塑性相对更好的固溶元素钼，且钼的含量在5
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40wt％，使之更易加工，保障后续的细丝拉拔，使单根达到12万米以上，且提高成品合格率，满足线锯金刚线母线的破断力需求，可以用于切割硅料和蓝宝石等硬质材料。需要说明的是，钼的弹性模量低于钨，过多钼元素会导致钨合金的力学性能下降，造成抗拉强度偏低，尽管存在固溶强化效应，但是钼的添加要适量，必须在抗拉强度和塑性之间取得相对平衡，从而获得既能满足抗拉强度要求，又能保证成品合格率的高强超细钨丝。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，下文所用专业术语和本领域专业技术人员所理解的含义一致；除非特殊说明，本文所涉及的原料、试剂均可从市场购买，或通过公知的方法制得。
[0019]目前稀土钨合金制备高强超细钨丝，尽管可以提高抗拉强度，但是同时降低了合金塑性，导致后续加工断丝频繁，单根10万米的成品率相对较低。
[0020]为了满足光伏组件生产企业对超细钨丝线径为37微米以下、5600MPa以上、单根12万米以上的新要求。本专利技术提供一种超长高强超细钨合金丝，所述超长高强超细钨合金丝包含钨、钼和稀土氧化物，所述钨合金丝中的钼的含量为5
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40wt％；所述钨合金丝的线径为37μm以下；所述钨合金丝的抗拉强度为5600MPa以上；所述钨合金丝的长度为单根12万米以上。
[0021]优选的，所述稀土氧化物氧化镧、氧化铈、氧化钇中的任意一种或多种。
[0022]需要说明的是，氧化镧、氧化铈、氧化钇中提高钨合金抗拉强度从好到坏的排序为：氧化钇>氧化镧>氧化铈，因此，氧化钇是最脆的，在不加钼的时候，加入了氧化钇的钨合金丝基本上没有完全的丝；氧化镧、氧化铈、氧化钇中提高塑性从好到坏的排序为：氧化镧>氧化铈>氧化钇。
[0023]优选的，所述稀土氧化物的含量为0.1
‑
5.0wt％。
[0024]本专利技术还提供了上述超长高强超细钨合金丝的制备方法，包括以下步骤：
[0025]制粉：采用液液混合、固液混合或者固固混合的方式，实现均匀混合，再经氢还原后得到合金粉；
[0026]压制：采用冷等静压、钢模压制或者热等静压的方式制备压坯，再将压坯压制成坯
料，并在氢气中进行预烧结，获得预烧结坯料；
[0027]烧结：将预烧结坯料进行烧结，获得相对致密度为90％
‑
99％的烧结批条；
[0028]压力加工：采用锻造或者轧制的方式进行开坯，再进行多道次旋锻，得到细棒，再通过不同规格拉丝模进行拉拔，得到所需的钨合金丝。
[0029]优选的，在压制过程中，所述压制的压力为100
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300MPa，将压坯压制成1
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7公斤坯料；所述预烧结的温度为1100
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超长高强超细钨合金丝，其特征在于，所述超长高强超细钨合金丝包含钨、钼和稀土氧化物，所述钨合金丝中的钼的含量为5
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40wt％；所述钨合金丝的线径为37μm以下；所述钨合金丝的抗拉强度为5600MPa以上；所述钨合金丝的长度为单根12万米以上。2.根据权利要求1所述的超长高强超细钨合金丝，其特征在于，所述稀土氧化物氧化镧、氧化铈、氧化钇中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的超长高强超细钨合金丝，其特征在于，所述稀土氧化物的含量为0.1
‑
5.0wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的超长高强超细钨合金丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制粉：采用液液混合、固液混合或者固固混合的方式，实现均匀混合，再经氢还原后得到合金粉；压制：采用冷等静压、钢模压制或者热等静压的方式制备压坯，再将压坯压制成坯料，并在氢气中进行预烧结，获得预烧结坯料；烧结：将预烧结坯料进行烧结，获得相对致密度为90％
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴壮志，王德志，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：