钽丝材的生产通常采用粉末冶金法等静压成型、真空烧结制取钽棒;后经冷轧、表面清洗获得钽坯条;再经过表面氧化镀膜、拉伸、酸洗和水洗、退火的方法获得丝材。

一、等静压成型

制备钽棒的钽粉原料除化学成分符合规定要求外,粒度调配应满足100%小于0.074m(200日),其中小于0.038m(400)的含量不小于60%的要求。压制成型后的棒坯要求表面无缺陷,无裂纹,具有一定强度,达到理论密度的70%。

二、真空烧结

通常采用垂熔烧结,烧结真空度应小于0.133Pa,最高烧结温度控制在2600℃以内,一般要经过两次垂熔烧结,钽棒的相对密度才能达到98%左右,同时要求钽棒表面平滑,无裂纹、熔化瘤结、鼓泡等缺陷。

三、冷轧

钽丝材生产,钽棒的锻压一般采用冷轧工艺。其既可作为模锻前的制坏工序,也可直接辊制钽坯条。辊锻是使钽棒在装有圆弧形模边的一对旋转的锻辊中通过时,借助模槽使其产生塑性变形,从而获得所需要的钽坯条。

四、阳极氧化

阳极氧化的目的是在钽坯条(丝)金属表面均匀地镀上一层氧化膜,氧化膜作为润滑剂的载体使润滑剂能够均匀牢固地黏附其上,既能降低拉伸摩擦系数、保证钽丝表面质量,又能使金属与模具不直接接触,防止黏结,改善拉伸艺性能。

氧化膜的标准是:附着性强、微密牢固、不易脱落色一样、厚薄一致;绝缘性好、剩余电流小、表面少晶现象。

五、拉伸

拉伸是钽丝材生产的一道主要工序,其润滑剂的选择拉伸模具、拉伸道次、拉伸速度都将直接影响钽丝的质量钽丝的拉伸有粗丝、细丝之分,粗拉带氧化膜的钽丝时一般采用固体蜡作润滑剂,细拉带氧化膜的钽丝时一般采用油脂皂的水溶液作润滑剂。拉伸模具有硬质合金和金刚石两类,金刚石较好,但价格较贵。拉伸道次加工率主要取决于氧化膜的质量和润滑剂的好坏,其道次加工率和拉伸速度见如下表。

六、表面清洗

拉伸后的丝表面粘有油污以及残留氧化膜,因此需进表面清没。先采用酸洗,后用纯水清洗,对于细丝来说严格控制酸洗的酸度和酸洗的时间,在保证丝氧含量达和表面光亮度较好的情况下,应尽量降低酸度和酸洗时间。

七、真空退火

丝材的退火包括中间退火和成品退火两部分。中间退火目的是消除加工硬化,提高丝材继续拉伸的加工塑性。而退大则是为了达到所要求的成品性能。钽在室温下具有好的塑性,并且室温加工硬化趋势不大。实践表明,粉末金法生产的棒坯可一直加工到总变形率为95%左右;经电子束熔炼和自耗电弧熔炼的挤压棒坯总变形率可达99%以上。钽再结晶退火后,其室温塑性完全恢复。

八、丝材复绕

因丝材经成品退火后为了便于材料出厂,一般应在一定绕机上进行复绕。复绕时要防止表面粘污或划伤,防止扭等现象。