[发明专利]一种高致密度钨合金丝线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高致密度钨合金丝线及其制备方法，包括重量百分比的以下成分：钨粉≥96wt％；铼粉≤4wt％；不可避免的杂质≤0.01wt％；丝线的线径为d，32μm≤d≤61μm；丝线的致密度≥99.7％。与传统的粉末冶金相比，本丝线采用热等静压的工艺以及控制晶粒度的形式制备致密度更好的丝线，该种丝线材料可以用于硅片切割用芯线的制备，也可以用作其余具有同等材质需求的领域中。

技术领域

本发明涉及一种高致密度钨合金丝线及其制备方法。

背景技术

目前市面上常用的硅片切割用线锯往往采用高碳钢丝作为芯线材质，但是高碳钢丝具有韧塑性差、弹性模量低、拉拔极限低的缺点，无法满足更高标准产品的使用要求。

钨合金丝线作为一种新型的材料，应用在线锯芯线中，可以显著的提升线锯的力学性能，在提升拉拔极限的同时，也可以件烧拉拔断线几率，从而获得综合性能优异的硅片切割用线锯产品。

但是现有的钨合金生产工艺是采用传统的粉末冶金工艺，制备的钨合金丝线的致密度较低，还无法满足线锯的使用要求，拉拔断线率高，制成线锯后切割断线率相比于高碳钢线锯没有较大提升，而且还伴随着成本的巨大提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供了一种高致密度钨合金丝线及其制备方法。

一种高致密度钨合金丝线，钨合金丝成分为96wt％钨，4wt％铼，以及其他一些不可避免的杂质。

钨合金丝线径为32μm至61μm，所述钨合金丝致密度高于99.7％，钨合金丝抗拉强度为5400MPa～5650MPa，钨合金丝在应变速率为 1.80×10-3 S-1变形条件下，延伸率大于130％。

本发明所述钨合金丝线加工工艺为：混粉-热等静压-热处理-旋锻-粗拉拔-细拉拔。

进一步的，所述混粉工艺选用平均粒径10μm～12μm，平均晶粒度为0.5μm～0.55μm的钨粉及铼粉，按照所需质量比制备。

进一步的，所述热等静压工艺参数为1150℃，2500kg·N/μm2，热等静压后致密度应高于99.7％。

进一步的，所述热处理工艺为加热至1850℃并保温4小时，热处理后平均晶粒度为0.15μm～0.2μm。

进一步的，所述粗拉拔温度为850℃，道次变形量为18％-20％。

更进一步的，所述细拉拔温度为500℃，道次变形量为15％-17％。

进一步的，旋锻加工包括：旋锻温度为1570±30℃，旋锻道次为10-15次，每道次的压缩量为0.5-2mm，总变形量为93％-94％，旋锻后的直径为旋锻前直径的1/5-1/3。

进一步的，粗拉拔包括至少三次拉拔；

第一次粗拉拔：将直径拉拔至第一次粗拉拔前直径的1/3-1/2，拉拔温度为700℃，拉拔道次为8-12次；

第二次粗拉拔：将直径拉拔至第二次粗拉拔前直径的1/3-1/2，拉拔温度为650℃，拉拔道次为8-12次；

第三次粗拉拔：将直径拉拔至第三次粗拉拔前直径的1/2-2/3，拉拔温度为600℃，拉拔道次为8-12次；第三次粗拉拔后，芯线直径小于0.6mm。

进一步的，细拉拔包括至少两次拉拔；

第一次细拉拔由0.55mm拉至0.12mm，共30道次，道次变形量为10％，温度为400℃；

第二次细拉拔由0.12mm拉至低于0.05mm，共15～30道次，道次变形量为10％，温度为300℃。