工艺对铌片机械性能的影响
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摘要: 本文论述了粉末冶金方法研究工艺条件,对铌片机械性能的影响。试验表明,用粒形复杂的电容器级铌粉和-120目冶金粉末为原料,其杯突值提高1-1.5mm; 换向轧制利于涤冲,提高杯突值0.5mm; 退火温度和加工量对杯突值无明显改变。
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一 引言
金属铌具有良好的物理、化学、光电等特性,因而广泛应用于电子、硬质合金、化学、冶金、原子能、超导技术、航空和宇航工业等领域,作为铌的漆度加工品—铌片,主要在电子工业用来制作涤冲零件,这就对铌片提出了涤冲性能的要求,涤冲性能主要能从机械性能反应出来,机械性能数据可以通过模拟法和拉伸法来测定。
影响铌片涤冲性能有二:一是冲压工艺;二是材料本身。一般来说,铌具有良好的塑性,但由于材料的晶粒大小,晶粒形状、晶粒的织构方向都影响到涤冲,而原料及加工工艺的不同,对上述因素影响极大,故我们通过试验研究,较好地解决了涤冲问题。
二 工艺选择
铌片的锭坯制取有电子轰击制锭和粉末冶金法制锭两种。我们采用粉末冶金方法进行了研究,工艺流程如下:
三 试验结果及讨论
一 粒度与粒形的影响
取三组粉末:第一组(1#)为CV3500电容器级粉末;第二组(2#)为碳还原的冶金级粉末;第三组(3#)为碳还原的冶金级粉末(-120目)。
表 1 粉末粒级(%)将上述粉末经同样的工艺制成片材检测性能。
表 2 片材性能通过显微镜观察1#粉末粒形复杂,呈海棉絮状,2#、3#,粉末粒形简单边部平直,1#粉末粗细居中性能最优。这说明粒形对片材影响较大,3#粉末比2#粉末细,综合性能更好。
二 加工工艺影响
对于2#条综合性能差,进行了针对性的试验,由于坯条的锻压利用油压机和空气锤,其变形均匀程度有差异,分别进行了研究。
1.总加工量影响
表 3 坯条用油压机锻压表 4 坯条用空气锤锻打从上述结果可看出坯条的静压与锻打性能上无明显差异,随着总加工量的增加,杯突值明显下降,这是由于总加工量增加,纤维组织越历害,造成各向异性严重所致。
2.换向轧制影响。在中间退火后,进行一次换向,其性能如表 5。换向轧制可以提高杯突值,这主要就是改善了各向异性。
表 5 换向轧制二 成品退火温度的影响
表 6 1号试样表 7 2号试样退火温度在温度较低时,再结晶不完全故杯突较低,随退火温度的升高,杯突达一最大值而后又下降,可能是晶粒长大致使性能下降。当粉末一旦决定,靠工艺的调整使性能达到上乘很困难
四 结论
1.粒度与粒形对铌片机械性能有较大影响,电容器CV3500粉末较好,对于冶金级粉末应采用较细粉末(-120目)
2.成品退火温度难以改变杯突值。
3.换向轧制能够改善材料的各向异性,能提高杯突值。
4.最后总加工量太大、杯突值下降。
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表 1 粉末粒级(%)
表 2 片材性能
表 3 坯条用油压机锻压
表 4 坯条用空气锤锻打
表 5 换向轧制
表 6 1号试样
表 7 2号试样