镍提高钨丝晶粒增长机制

镍对钨粉烧结性能和金属钨再结晶温度的这种影响无疑表明，镍在对钨丝烧结以及再结晶过程也起同样的作用。镍在钨粉烧结拉丝制备成钨丝的过程中可作为钨骧转移的载体，如位于钨晶界和表面的富镍相或镍杂质界面 层都为钨的扩散提供了方便，增大了钨固有的扩散率。以下通过实验加以验证。

实验最初由一根镀镍钨丝和无根纯钨丝构成的烧结态模拟试样分别在1673K下退火处理5分钟和30分钟从显微照片上可发现，试验经5分钟退火后，全部钨丝 试样的显微结构都由原来的纤维状拉伸结构改变为成完全再结晶状态的晶粒结构，经30分钟烧结后发现，钨晶粒变粗。不仅是镀镍钨丝，而且所有的纯钨丝试样都 会产生再结晶和提高晶粒增长机制。相反，起始位置的再结晶过程却只局限于钨丝表面层发生，从而在再结晶区域与再结晶试样间却显示出一种截然不同的同心圆界 面，同时使再结晶表面层随烧结时间增长而提高。但再结晶区域的晶粒却未发生增大。由此可见，钨丝中存在镍可加快冷拉钨丝大变形晶粒结构的再结晶与晶粒增大过程。

掺杂钨丝电镀铬工艺

电镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位，镀铬层不仅可以作为装饰性镀层还大量用于功能性镀层。掺杂钨丝是制作钨加热子的主要材料，钨加热子主要用作制镜、 显像管、玩具、家用电器外壳及各种装饰品等的表面真空镀膜加热元件。在钨丝表面电镀铬，可提高真空镀铬时镀层的均匀性，从而提高该加热子的性能。

掺杂钨丝电镀铬时要求掺杂钨丝表面的镀铬层光亮、致密、厚度不小于100μm，该电镀铬的电解液为铬酐150-180g/L，硫酸15-18g/L，稀土 添加剂0.5-1.5g/L。在此配方的基础上分别设定所需的温度设置为55℃、电流密度为8-10A/d㎡、电镀时间为3h，掺杂钨丝作为阴极，经过电 镀后，掺杂钨丝表面可获得100μm的金属铬镀层，且镀层表面光亮，耐蚀性与掺杂钨丝之间的结合力良好。

钨丝增强金属玻璃复合材料

相对于金属玻璃复合材料，可利用渗流铸造法制备的钨丝增强该基金属玻璃复合材料，不仅有效地改善了塑性，而且提高了强度和密度，具有良好的自锐性，是一类有望替代贫铀弹的新型穿甲材料。

该复合材料首先选用高纯金属（纯度高于99.9%），将它们以合适的比例配合，在钛吸附和氩气保护条件下用电弧熔炼制备出母合金。直径为250μm的钨丝 矫直后切成5cm长的小段，在40%的HF中浸泡，除去氧化膜，然后通过超声波震荡分别在丙酮和乙醇中清洗。钨丝排列在内径为3mm的石英管中，熔化的母 合金在气压的作用下渗入钨丝之间。最后从炉子中取出石英管，并立刻在饱和食盐水中淬火得到最后成品。

钨丝的高温烧结工序

钨丝的高温烧结工序是烧结的最后阶段，虽然烧结坯的密度没有明显的变化，其他性能也没有明显的变化，但是在晶粒变大不明显的情况下，致命化过程是很 重要的，尤其是继续深加工所需的烧结钨坯，需要长时间的烧结才能完成，接着将所烧结的坯条经拉丝机，拉丝制成各种规格的钨丝。

高温烧结工序，是个直接通电于钨坯条的过程，其自身加热烧结的程序可分为四个阶段：
1：快速升温到1200℃（约30%熔断电流FA）约3-4min，钨坯条被逐渐加热，这是由于钨坯条经过预烧结后可快速升温的缘故；

2：1300-2000℃（30-70%FA）范围内缓慢升温10-18min，使掺杂剂和低熔点杂质挥发。掺杂钨条快速升温时，将会使掺杂钨条在烧结过程中发生膨胀现象，在此温度范围呢还会放出大量气体；

3：2000-2600℃（70-80%FA）范围内较快的速度升温。达到70%熔断电流时，烧结坯的线收缩达到最大值，气体挥发基本结束。超过 70%FA时，高熔点杂质开始挥发，在垂熔烧结炉出气口出现少量火焰状烟雾，在上夹头处出现褐色状物质，即为杂质SiO2的挥发物；


4：2600-3000℃（80-90%FA）范围内保温12-20min。达到80%FA时，钨坯条的线收缩基本上结束，超过80%FA时，坯条进一步致密化。

拉拔钨丝影响因素 - 石墨乳

在拉拔钨丝的过程中，石墨乳对丝材的性能有很大的影响，因此，应该对其进行相应的质量控制。石墨乳作为一种高温润滑剂，在电光源材料-钨丝拉制过程中是必 不可少的。从生产工艺处罚，高质量的石墨乳具有良好的高温强度、低的高温摩擦系数、对钨丝表面有较强的附着力，以及在工作状态下良好的化学稳定性。

石墨乳分成S型石墨乳、G型石墨乳。

S型石墨乳粘性高，拉丝过程中在丝材表面的涂层厚，拉丝过程排屑量也较大，在高温状态下对丝材的保护效果好，所以适用于拉丝温度高、拉丝速度慢的拉丝方 式，而单模拉丝方式的特点正是要求拉丝温度相对较高，而且拉丝速度相对较慢。因此，S型石墨乳在单模拉丝中体现较高的表面保护效果和控制效果。

G型石墨乳粘性较小，涂层薄，但涂覆效果均匀，拉丝温度稳定，在速度较快，拉丝温度较低的多模拉丝中控制裂纹的产生表现更优越，并且更适于直径控制，因此适用于多模的拉丝方式。


在钨丝的加工过程中，根据所制取成品的需求，进一步地规范石墨乳的配制和更换步骤，确保石墨乳的最佳使用状态，同时也按照多模拉丝、单模拉丝的不同要求使用不同特性的石墨乳，以保证钨丝加工的产品质量。

钨丝制备工艺 - 退火工艺

钨丝，将钨条锻打、拉拔后制成的细丝。在拉丝前进行旋锻加工仍然是目前普遍采用的生产方式，且均采用多模串打的旋锻加工方法，最后使用高频感应技术进行退火，不仅节能而且劳动生产率高。

旋锻前的加热一般采用电加热和燃气加热相结合，Φ8.9mm以上的钨丝采用点加热，Φ8.9mm钨丝采用燃气（石油液化气、天然气、煤气）加热。经过多次 旋锻，当钨丝的总变形程度达到50%-70%时，由于加工硬化以及组织均匀性等原因，需进行再结晶退火处理，消除内应力，改善钨丝边，心部组织结构，提高 钨丝的加工性能。

再结晶退火时，钨丝按照一定的速度连续通过高频感应线圈而被加热。线圈盒内通入氢气进行保护，调节阳极电流和电压来调整退火温度，退火温度为 1800-2500℃；高频线圈内通入循环软化水进行冷切。钨丝进行再结晶退火前需进行表面电解碱洗，然后在80℃左右的热水中洗去表面残留碱液，最终去 除钨丝表面赃物、氧化皮和微裂纹，消除钨丝的断口敏感性，提高制品的表面质量，改善制品的加工性能。

钨丝制备工艺 - 掺杂钨粉酸洗工艺

钨丝的制备工艺主要是以仲钨酸铵或蓝色氧化钨粉末氢还原成金属钨粉末压制成细长方条，并烧结成钨杆后通过拉拔的方法制备而成的，其用途除了用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝外，还用作气体放电灯的电极以及用作高温炉的发热材料，电子管的热子和复合材料的加强筋。

蓝色氧化钨粉末具有活性高、疏松、多孔、比表面积大等特点，在氢还原成金属钨粉末的过程中有利于氢气的渗入，反应时声称的水分也容易溢出，更容易被氢还 原。还原成钨粉的过程中还需要进行酸洗，洗涤后掺杂钨粉中的杂质含量大大降低，特别是K、Si、Al的含量迅速降低，所获得的钨粉性能优良，钨坯条在烧结 过程中杂质挥发物减少，加速烧结过程，烧结坯条的加工性能好，成材率高，从而大大提高了钨坯条的质量。该钨坯条中β-W的含量高，提高了掺杂效应，有利于 生产抗下垂性能高的掺杂钨丝。

钨丝的拉拔与旋锤

钨丝，将钨条锻打、拉拔后制成的细丝，由于钨丝的强度高和脆性大，所以一般采用热拉拔法，拉拔时加料的温度随着钨丝直径的减小而逐渐降低；除了使用拉拔法制成钨丝之外还有使用旋锤方法，工艺不同，各自的特点也不尽相同。

以下介绍拉拔钨丝方法与旋锤方法比较：
1：拉拔钨丝断面受力和变形均匀对称。钨丝拉拔时，采用封闭环形整体拉丝模，而且钨丝断面与模孔断面形状基本是相似的。在钨丝断面上承受对称的径向压力，作用是均匀对称的，因为断面直径减小也是均匀对称的，它不像旋锤受不均匀径向力，而且有直径增大的现象发生；

2：钨丝表面质量好。由于拉丝时，径向受力均匀对称，钨丝断面组织和性能均匀对称；而钨丝断面形状和模孔断面形状相似，钨丝外表面光滑；

3：钨丝存在拉应力状态。钨丝拉拔时，主应力是拉应力，它易使钨丝强度提高和微裂纹扩展，容易产生缩丝和断丝现象。为了防止缩丝和断丝，道次压缩率不宜过大；拉拔力要小于钨丝在拉拔温度下的屈服强度极限；拉丝温度要低，缩短拉丝模具的定径带长度等；


4：摩擦力较大。钨丝的外表面与模壁接触面积大，使摩擦力增大，特别是杂润滑不良的情况下尤为突出。在一般情况下，用于拉伸过程的能量大约有70%左右消耗在克服摩擦阻力上。

对钨丝进行拉拔的目的

钨丝，将钨条锻打、拉拔后制成的细丝，其熔点高，电阻率大，强度好，蒸汽压低。钨丝除了用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝外，还用作气体放电灯的电极以及 用作高温炉的发热材料，电子管的热子和复合材料的加强筋。钨丝拉拔的过程，首先是在被拉拔钨丝的前端头施加一定大小的拉拔力，使钨丝通过断面逐渐减少的膜 孔，从而实现钨丝断面减少和长度增加的塑性变形过程。由于钨丝的强度高和脆性大，所以一般采用热拉拔，而且加料的温度随着钨丝直径的减少而逐渐降低。

对钨丝进行拉拔的目的是：
1：提高钨丝表面质量和尺寸精度；
2：进一步减小钨杆或钨丝的直径，便于得到各种直径规格的钨丝；

3：改善钨丝的内部组织结构和钨丝的性能，尤其是钨丝的塑性。

矫直钨丝的用途

矫直钨丝，钨丝拉直。矫直钨丝包括黑拉直钨丝，清洗理顺钨丝，矫直钨铼丝。
矫直钨丝的加工工艺，使钨丝直。经过矫直钨丝技术，钨丝的钨针，或钨针，直接切入。

绞直钨丝具有高熔点和高抗腐蚀的性能。主要应用在铝显像管，制镜，塑料，和其他装饰用品的加热元件。绞合钨丝也常常被制作运用在其他半导体或加热设备的加热部件。

什么是矫直钨丝

矫直钨丝是指钨丝通过特殊矫直加工工艺后获得的钨丝。矫直钨丝中纯钨含量一般大于99.95%，通常使用卷盘将其盘卷储存，在无外力约束情况下，会自动回弹成一条直线。矫直钨丝被广泛运用在医疗设备上，是生产纯钨针或纯钨针头的良好原材料。

矫直钨丝保持矫直形态，不会因缠绕或弯曲而变形，但相对的，矫直钨丝也易脆，如将一段白钨丝两端完全对折，对折处易断开。矫直钨丝可根据用户的具体丝径要求接受定制。

黑钨丝的用途

黑钨丝主要用于生产螺旋白炽灯灯丝，电真空器的阴极和支架结构，高温炉的加热元件和镀金工艺的蒸发源。制造电光源和电真空零件，用作高温发热体和高温结构零件和用来制作真空蒸镀用的钨螺旋。

较粗的钨丝，通过矫直，表面磨光，并切成棒状后，广泛地作为玻璃金属铅封件应用在照明和电子工业上。

黑钨丝的特点

黑钨丝因其外观而得名，是指表面覆盖一层黑色石墨的钨丝，部分氧化钨也会附着在钨丝表面。其表面覆盖的石墨具有润滑作用，并且在使用硬质合金拉丝模将较粗的钨丝拉制为更细直径的过程中发挥保护丝体的作用。

黑钨丝具有耐高温、直径均匀等优点而被广泛地应用于照明、电子工业等领域。用于照明领域时，黑钨丝是制备白炽灯灯丝、机动车车灯丝、卤素灯灯丝等的主要原材料。此外还可在纯钨粉中加入钾或钙元素按一定的比例一同混合，此种混合粉末可用于制备防震钨丝。

钨铼丝的性质及用途

钨铼丝具有室温和高温强度大，再结晶后塑性好，电阻率大，电阻系数低，能抗氧化和碳化，抗“水循环反应”能力强和焊接性能好等优点。

钨铼合金中含铼1％～5％(质量)，此外还掺入硅、铝、钾以改善材料的高温性能。

钨铼丝用于彩色显像管热丝、各种电子管灯丝和栅极。

钨铼丝主要用作热电偶材料。钨铼热电偶主要优势表现在：响应速度快，测温范围广泛，最高可达2500℃。但一般用在惰性气氛或者还原性气氛中，否则需要加保护套管，一般为钼合金套管。

钨铼丝规格

钨铼丝是指在钨丝中加入铼元素。钨铼丝中的铼元素有利于提高丝体强度，同时增加延伸性，减少脆性，铼的此种功能被称作铼效应。依不同用户的不同用途需求或不同性能要求，对铼的含量要求也有所不同。

钨铼丝常见的规格有3%, 5%, 20%, 25% 和 26%，与之相对应的牌号为WRe3, WRe5, WRe20, WRe25以及WRe26。铼含量越高，性能越高，但并非越高越好，因铼价格昂贵，用户应依实际需求确定。钨铼丝常用于彩色显像管热丝、各种电子管、色谱热敏感元件、热电偶及军事电子设备中。

钨丝的电阻率

钨丝的电阻率是 5.3*10^-8。钨丝除少量用作高温炉的发热材料、电子管的热子和复合材料的加强筋外，绝大部分都用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝以及气体放电灯的 电极。主要应用在生产盘卷的白炽灯细丝，功率管的阴极和支持结构，高温炉加热元件和金属化加工的蒸发源。

较粗规格的钨丝，矫直后进行表面处理，并切成若干 棒状，广泛地用于照明和电子工业中的玻璃金属密封元件。

白钨丝分类及应用

白钨丝应用：
电平后的钨丝表面光滑，带着银灰色，金属光泽。钨丝的特点是具备良好的成形性,，寿命长， 照明效果好，白钨丝的应用主要用于各种电子管、H系列汽车的车灯、照明灯及其他特殊灯具。

白钨丝分类：

分类	型号	表体情况
普通型		电镀、抛光（磨光）
直线型	W91、W71、W61	电镀、抛光、拉直