退火工藝對鉬板拉伸有哪些規律？

由于鉬及鉬合金具有熔點高，彈性模量高，線脹系數小，導電、導熱性能好，以及耐酸堿等優良性能，被廣泛應用于電子工業領域，如在電子管中的鉬筒柵極。但是鉬板具有室溫條件下塑性差、高溫易氧化的特性，目前成形制造純鉬板拉伸件的方法主要有兩種：其一、常溫下多道次普通拉伸工藝，如將常溫拉伸與變薄拉伸工藝相結合，通過8道次拉伸工序組合將0.2mm純鉬板材拉伸為高度5mm、外徑1.6mm、厚度為0.1mm的鉬杯；其二、帶保護氣體或真空環境下的熱拉伸工藝，如在真空加熱技術和變壓邊力拉伸技術的基礎上，開發難變形材料的真空熱拉伸系統，并通過閉環控制技術實時調節溫度、壓邊力和凸模速度等關鍵工藝參數，在溫度870℃、真空度10⁻² Pa的條件下進行2.0mm鉬板的拉伸試驗，獲取合格零件。

多道次常溫拉伸方法成形純鉬零件雖然工序繁多，但是對設備、工裝復雜程度要求低，適用于形狀簡單的零部件。本研究主要關注退火工藝對多道次鉬板拉伸性能的影響規律，通過合理優化退火工藝參數，避免拉伸過程中產生缺陷，獲取尺寸合格的零部件。

退火工藝對鉬板拉伸有哪些規律？

1.試件與材料

采用粉末冶金法制備出鉬板坯，隨后交叉軋制成厚度為0.3mm的退火態鉬板材，其主要化學成分如附表所示。

該零件為深筒狀，深度為13mm，筒底直徑為12mm。

2.成形結果與討論

成形前坯料直徑為35mm，擬采用三道次拉伸工藝成形。道次拉伸成形出直徑為18mm，高度為7mm的筒形件，如圖2所示。試件表面光潔、平整，無開裂缺陷，因材料的各向異性，在端口處出現制耳線性。

道次拉伸結束后對預成形件進行真空退火處理，提高材料的塑性。為獲取合適的熱處理工藝參數，通過改變退火溫度，研究退火工藝對預成形件成形能力的影響程度。

由于鉬沒有相變點，通常采用真空條件下，再結晶溫度以下進行軟化退火。而鉬的再結晶溫度為900～1425℃，真空退火過程中退火溫度分別采取800℃、820℃、840℃、860℃，工藝曲線如圖3所示。真空熱處理過程中真空度為10^-3Pa。

當退火溫度分別為800℃、840℃和860℃時，第二道次拉伸成形過程中產生破裂現象，如圖4a所示。當退火溫度為820℃時，成形出直徑為14mm，高度為11mm的筒形件，如圖4b所示。

第二道次拉伸結束后再次對預成形件進行真空退火處理。當退火溫度840℃時，終成形出直徑為12mm，高度為13mm的筒形件，如圖5所示。

為了證實工藝優化的通用性，進行20件不同批次鉬板的試驗研究，拉伸后零件的合格率達95%以上。研究表明，選擇合適的真空退火工藝，通過多道次拉伸，可以獲得尺寸符合要求的筒形件。

3.結語

采取真空退火工藝可以改善多道次拉伸變形過程中材料塑性。真空退火溫度過高或過低均會促進拉伸過程產生破裂缺陷，當次真空退火溫度為820℃，第二次真空退火溫度為840℃時，可以獲取尺寸符合要求的純鉬筒形零件。