玻璃加熱用鎢絲的制備工藝主要涉及鎢材料的提純、加工成型以及后續(xù)處理,以確保其在高溫下具有優(yōu)異的性能,適合用于玻璃加熱等高溫環(huán)境。以下是鎢絲制備的典型工藝流程:
1. 原料準(zhǔn)備
鎢礦提純:鎢絲的制備以鎢礦(如黑鎢礦或白鎢礦)為起點(diǎn),通過(guò)選礦、化學(xué)處理(如焙燒、酸浸或堿浸)提取高純度鎢酸或鎢酸鹽。
鎢粉制備:通過(guò)氫氣還原法將鎢酸或氧化鎢(WO?)還原為高純度鎢粉。工藝條件(如溫度、氫氣流量)需嚴(yán)格控制,以確保鎢粉粒度均勻,純度通常需達(dá)到99.95%以上。
2. 鎢粉壓實(shí)與燒結(jié)
壓制成型:將鎢粉裝入模具,通過(guò)高壓(通常為100-200 MPa)壓制成鎢坯條(長(zhǎng)方形或圓柱形)。
預(yù)燒結(jié):在較低溫度(約1000-1200°C)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié),去除揮發(fā)性雜質(zhì),增強(qiáng)坯條強(qiáng)度。
高溫?zé)Y(jié):在氫氣或真空環(huán)境中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)(約2800-3000°C),使鎢坯條致密化,形成高強(qiáng)度的鎢棒。
3. 鎢棒加工
旋鍛:將燒結(jié)后的鎢棒通過(guò)旋鍛機(jī)逐步加工成較細(xì)的鎢條。旋鍛需在高溫(約1500-1800°C)下進(jìn)行,以提高鎢的延展性,防止開(kāi)裂。
拉絲:將鎢條進(jìn)一步通過(guò)拉絲模具,在高溫(約600-1000°C)下逐步拉制成細(xì)絲。拉絲過(guò)程中需使用潤(rùn)滑劑(如石墨乳)以減少摩擦,并多次退火以消除加工應(yīng)力。
4. 退火與表面處理
退火:拉絲后的鎢絲需在氫氣或真空環(huán)境中進(jìn)行多次退火(約1200-1500°C),以恢復(fù)晶體結(jié)構(gòu)、提高延展性和韌性。
表面清洗:通過(guò)化學(xué)清洗(如酸洗)或電解拋光去除鎢絲表面的氧化物和雜質(zhì),確保表面光潔,適合玻璃加熱應(yīng)用。
5. 摻雜處理(可選)
為提高鎢絲在高溫下的抗蠕變性能和使用壽命,可在鎢粉制備階段摻雜微量元素(如鉀、鋁、硅,稱(chēng)為摻雜鎢絲)。摻雜后的鎢絲在高溫下晶粒結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,常用于要求更高的加熱元件。
6. 成型與測(cè)試
成型:根據(jù)玻璃加熱設(shè)備的需求,將鎢絲加工成特定形狀(如螺旋狀、U形或直絲),并進(jìn)行精密尺寸控制。
性能測(cè)試:對(duì)鎢絲進(jìn)行電阻、拉伸強(qiáng)度、耐高溫性能等測(cè)試,確保其在玻璃加熱環(huán)境(通常超過(guò)2000°C)下的穩(wěn)定性和可靠性。
7. 包裝與儲(chǔ)存
制備好的鎢絲需在干燥、無(wú)氧環(huán)境中儲(chǔ)存(如真空包裝),以防止氧化和污染。