一種合金絲的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及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 生產方法。
【背景技術】
[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 定的低膨脹系數（常溫下平均膨脹系數為1. 6X106/°C)，在航空航天、精密儀器、電子行 業有著廣泛的應用，其主要用途為生產放電管用電極。放電管用來保護通信系統、交通信 號系統、計算機數據系統以及各種電子設備的外部電纜、電子儀器的安全運行。目前還沒有 其它材料可以取代這種傳統的真空封接材料。雖然4J42市場需求巨大，但是國內大部分 廠家的產品質量波動較大，使其在后續加工中出現塑性差、成材率低等缺陷，從而導致國 內放電管的高端市場長期被國外廠家占領。作為原料的4J42合金絲的生產過程是一個重 要工藝環節，在很大程度上會對最終產品的質量造成影響。但是目前尚無對專門針對電放 管用電極帽的4J42合金絲生產工藝的系統研究，這直接影響了該產品生產工藝的科學性 和合理性。本發明系統研究了在生產過程中影響4J42塑性和成材率的各項因素，通過對 4J42生產工藝過程的改進，解決其在后續加工中出現塑性差、成材率低等缺陷，降低了放電 管的生產損耗，提高了我國在放電管市場的優勢。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種電極用4J42合金絲及其生產方法，改善或 消除鋼材在鑄造、鍛打、乳制等過程中所造成的產生折疊或劃傷，避免破壞產品表面以及消 除殘余應力，改善塑性差和成品絲材在生產加工過程中的開裂幾率。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種放電管電極用4J42合金絲，其包括的 各化學成分的質量百分比為：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合金絲的生產方法，包括如下步驟： 真空熔煉一電渣重熔一鍛打開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、超低碳工業純Fe經烘烤后，裝入真空感應熔 煉爐中進行熔煉，融化70%后加大功率高速熔化，當全熔后待達到精煉溫度1580°C以上后 進入精煉期，精煉保持至少30分鐘，精煉后期轉低真空（103 -10 1Pa)，大功率攪拌1-3分 鐘出鋼，澆注電極； 2) 電渣重熔：用質量比為1 :1的螢石與二氧化鈦制備引弧劑，將CaF2、A1203和CaO調 和制作重熔電渣系，其中，三者的質量百分比為：CaF2 :65%-75%，A1203:15%-25%，CaO:余量； 裝爐、引弧造渣、冶煉、補縮、冷卻，制成鋼錠坯；加渣時勺不允許和結晶器、電極棒同時接觸 或渣勺亂搗結晶器上的渣料，引弧電流為500-1500A，渣全熔后再進行正常冶煉，控制電流 2500-3000A，電壓38-41V，使電極熔化，直到結晶器裝滿為止，冶煉完結進行補縮、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型真空感應熔煉爐有效 地提高了合金鋼的純凈度和組織結構均勻性，改善了鋼錠的表面、內在質量，提高合金鋼的 性能。
[0006] 3)鍛造開坯：（1)預熱：鋼錠坯由室溫加熱到850°C，預熱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：達到鍛造溫度時，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始以較小的變形量進行輕擊，等塑性提高后酌情重擊，臨近終鍛 溫度時再輕擊，要求變形均勻，避免在同一位置反復撞擊，鍛打過程中要勤翻身，勤進料，每 次進料量應小于鉆寬，大于壓下量，避免產生錘印和折迭，破壞表面。
[0007] 4)熱軋成盤：材料裝入退火爐的溫度：< 600°C;升溫時間彡120分鐘；加熱溫度： 1000-1150°C;保溫時間：彡30分鐘，始軋溫度：彡1180°C;終軋溫度彡950°C; 所述熱軋極易產生劃傷缺陷，微裂紋、折疊等缺陷，易導致在后續加工時出現應力聚 積、斷絲等現象，所以坯料進爐前應對對生產備件進行裝配和調整，進、出口導衛必須在同 一水平線上，并與軋輥保持最佳距離，以避免以上現象的產生。
[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，酸洗時間 20-30min;檢查材料表面情況，并對表面缺陷進行修磨處理； 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 手提式砂輪進行修磨處理。
[0009] 6)第一次拉拔：作業前，先進行配模，按變形要求用聚晶模進行拉拔處理； 所述拉拔工序，需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下： 單位（_)"*"表示退火(退火溫度參見《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行退火處理，溫度在800°C-850°C， 保溫1-2個小時； 8) 酸洗檢查：用硫酸浸泡、鹽酸漂洗至白色，酸洗溫度50-80°C，酸洗時間20-30min。檢 查材料表面情況，用手提式砂輪進行人工修磨，要求表面缺陷深度不超過〇. 5mm; 9) 第二次拉拔：對修磨后的盤圓進行第二次連續拉拔； 10) 退火處理：將半成品放置在井式真空退火爐中進行退火處理，溫度在 800°C-850°C，保溫 1-2 個小時； 11) 圓盤剝皮：對退火處理后的半成品采用盤圓剝皮以消除其表面氧化層； 12) 精拉：（1)配模：需根據尺寸要求，選擇合適孔型的模具，配模工藝標準如下： 單位（_)"*"表示退火(退火溫度參見《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：每拉下一個規格都需進行酸洗檢查； 13) 熱處理：將冷拉后的絲材放置在井式氬氣保護光亮退火爐中進行熱處理，熱處理溫 度在800°C-850°C，保溫1-2個小時后空冷，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、乳制等過程中所 造成的各種組織缺失以及殘余應力，并細化晶粒，防止了應力集中，從而降低了 4J42在壓 制過程中的開裂幾率，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度。
[0011] 本發明采用以上技術方案，具有以下優點和積極效果：針對原放電管電極用4J42 合金絲的生產上存在的不足，采用真空感應熔煉爐有效地提高了合金鋼的純凈度和組織結 構均勻性，改善了鋼錠的表面、內在質量，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；通過脫氧、細化晶粒處理，擴大鋼的變形量、延伸率、斷面收縮率、 較好的塑性以及較高的韌性和強度；鋼錠進爐鍛打、乳制前對生產備件進行裝配和調整，避 免過程中產生折疊或劃傷，破壞產品表面，形成開裂的裂紋。對4J42半成品進行盤圓剝皮 改善合金的表面質量，同時多次的酸洗、修磨、退火、拉拔，盡量做到表面零缺陷。
【具體實施方式】
[0012] -種放電管電極用4J42合金絲的生產方法，具體步驟如下： 1、真空熔煉： (1) 、原料準備：所述爐料為金川Ni板和超低碳材料，經烘烤后備用； (2) 、裝料：在真空感應熔煉爐中裝入經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，當全熔后待達到精煉溫度 1600°C后進入精煉期，精煉保持至少30分鐘； (4) 、澆注：精煉后期轉低真空（103 -10-1Pa)，大功率攪拌一分鐘出鋼，澆注電極。所 用的盛鋼桶應清潔，不應有冷鋼、殘渣，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、引弧劑、結晶器及電極安裝好，裝結晶器前必須先通水，并檢查有無 漏水現象，盤底上的墊粉和結晶器之間必須嚴密，墊粉內圈要盡量圓，水箱面要干燥、干凈， 放上引弧劑，以保證其導電性； (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：加渣時勺不允許和結晶器、電極棒同時接觸或渣勺亂搗結晶器上的渣料，弓丨 弧電流為500-1500A，渣全熔后再進行正常冶煉，控制電流2500-3000A，電壓38-41V，使電