一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本发明涉及一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，属于稀有金属的制备、加工技术领域。本制备方法适用于直径150mm～400mm纯钽及ta-2.5w合金筒形件的制备加工。背景技术：2.钽及钽合金具有高密度、耐高温、强度高和良好的加工性能、断裂韧性、耐蚀性等优点，其筒形件可作为坩埚套或直接用作坩埚，广泛应用于稀土金属冶炼、特种玻璃熔炼、感应炉发热体、重工业用耐腐蚀容器及溅射和蒸镀容器等。3.钽及钽合金筒形件的常用加工方法有：机械加工、铆接、冲压成形、焊接等。本发明采用拉深成形工艺制备钽及钽钨合金筒形件，并对钽及钽钨合金筒形件进行微弧氧化处理，在筒形件的表面形成一层致密的陶瓷膜，提高钽及钽钨合金筒形件的耐蚀性能。即采用“拉深成形+微弧氧化”工艺制备具有高耐蚀性能的钽及钽钨合金筒形件。技术实现要素：4.本发明的目的是提供一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法。5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，包括如下步骤：（1）拉深成形：采用厚度为3mm～5mm的退火态钽及钽钨合金板材为原材料，在液压拉深机上进行拉深成形，制备直径150mm～400mm钽及钽钨合金筒形件。6.（2）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件上的油污，然后晾干或烘干。7.（3）真空热处理：对钽及钽钨合金筒形件进行真空去应力退火，去除筒形件的内应力。8.（4）机械加工：对钽及钽钨合金筒形件的凸缘部位进行机械加工，去除凸缘部位的修边余量，保证尺寸精度。9.（5）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件上的油污，然后晾干或烘干。10.（6）微弧氧化：将钽及钽钨合金筒形件和阴电极放入电解质溶液中，使用单脉冲电源进形微弧氧化，在筒形件的表面形成微弧氧化膜。11.（7）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件表面残留的电解液，然后晾干或烘干。12.（8）打磨：对钽及钽钨合金筒形件的表面进行打磨，磨掉筒形件表面微弧氧化膜中疏松粗糙的表面层，从而获得表面具有一层致密陶瓷膜的钽及钽钨合金筒形件。13.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（1）～（8）中所述的钽及钽钨合金筒形件为纯钽或ta-2.5w合金筒形件。14.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（3）中所述的真空去应力退火工艺为：真空≤1.33×10-3pa，退火温度800～1000℃，保温时间30～50min。15.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（6）中所述的微弧氧化工艺为：单脉冲电源的工作电压350～450v，脉冲频率100～1200hz，占空比10～20%，微弧氧化处理时间10-30min，电解质溶液的温度≤40℃。16.一种优选技术方案，其特征在于：所述的步骤（6）中所述的微弧氧化电解质溶液的组成为：氢氧化钠2～3g/l、铝酸钠3～4g/l、磷酸钠3～4g/l。17.本发明的有益效果为：采用“拉深成形+微弧氧化”工艺制备的纯钽或ta-2.5w合金筒形件的表面硬度高，具有更好的耐腐蚀性能，可以提高筒形件的使用寿命，同时也可减轻对筒形件内部所存放物质的污染。附图说明18.图1为纯钽或ta-2.5w合金筒形件的结构示意图。具体实施方式19.下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。20.实施例1直径150mm纯钽筒形件的制备：（1）拉深成形：采用厚度为3mm的退火态纯钽板材为原材料，在液压拉深机上进行拉深成形，制备直径150mm的纯钽筒形件。21.（2）清洗：在清洗池中进行清洗，去除纯钽筒形件上的油污，然后晾干或烘干。22.（3）真空热处理：对纯钽筒形件进行真空去应力退火，去除纯钽筒形件的内应力。真空去应力退火工艺为：真空≤1.33×10-3pa，退火温度800℃，保温时间30min。23.（4）机械加工：对纯钽筒形件的凸缘部位进行机械加工，去除凸缘部位的修边余量，保证尺寸精度。24.（5）清洗：在清洗池中进行清洗，去除纯钽筒形件上的油污，然后晾干或烘干。25.（6）微弧氧化：将纯钽筒形件和阴电极放入电解质溶液中，使用单脉冲电源进形微弧氧化，在纯钽筒形件的表面形成微弧氧化膜。其中电解质溶液的组成为：氢氧化钠2g/l、铝酸钠3g/l、磷酸钠3g/l。微弧氧化的工艺参数为：单脉冲电源的工作电压350v，脉冲频率100hz，占空比10%，微弧氧化处理时间10min，电解质溶液的温度≤40℃。26.（7）清洗：在清洗池中进行清洗，去除纯钽筒形件表面残留的电解液，然后晾干或烘干。27.（8）打磨：对纯钽筒形件的表面进行打磨，磨掉筒形件表面微弧氧化膜中疏松粗糙的表面层，从而获得直径150mm、表面具有一层致密陶瓷膜的纯钽筒形件。28.实施例2直径400mm的ta-2.5w合金筒形件的制备：（1）拉深成形：采用厚度为5mm的退火态ta-2.5w合金板材为原材料，在液压拉深机上进行拉深成形，制备直径400mm的ta-2.5w合金筒形件。29.（2）清洗：在清洗池中进行清洗，去除ta-2.5w合金筒形件上的油污，然后晾干或烘干。30.（3）真空热处理：对ta-2.5w合金筒形件进行真空去应力退火，去除筒形件的内应力。真空去应力退火工艺为：真空≤1.33×10-3pa，退火温度1000℃，保温时间50min。31.（4）机械加工：对ta-2.5w合金筒形件的凸缘部位进行机械加工，去除凸缘部位的修边余量，保证尺寸精度。32.（5）清洗：在清洗池中进行清洗，去除ta-2.5w合金筒形件上的油污，然后晾干或烘干。33.（6）微弧氧化：将ta-2.5w合金筒形件和阴电极放入电解质溶液中，使用单脉冲电源进形微弧氧化，在ta-2.5w合金筒形件的表面形成微弧氧化膜。其中电解质溶液的组成为：氢氧化钠3g/l、铝酸钠4g/l、磷酸钠4g/l。微弧氧化的工艺参数为：单脉冲电源的工作电压450v，脉冲频率1200hz，占空比20%，微弧氧化处理时间30min，电解质溶液的温度≤40℃。34.（7）清洗：在清洗池中进行清洗，去除ta-2.5w合金筒形件表面残留的电解液，然后晾干或烘干。[0035] （8）打磨：对ta-2.5w合金筒形件的表面进行打磨，磨掉筒形件表面微弧氧化膜中疏松粗糙的表面层，从而获得直径400mm、表面具有一层致密陶瓷膜的ta-2.5w合金筒形件。技术特征：1.一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，适用于直径150mm～400mm纯钽及ta-2.5w合金筒形件的制备加工，包括如下步骤：（1）拉深成形：采用厚度为3mm～5mm的退火态钽及钽钨合金板材为原材料，在液压拉深机上进行拉深成形，制备直径150mm～400mm钽及钽钨合金筒形件；（2）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件上的油污，然后晾干或烘干；（3）真空热处理：对钽及钽钨合金筒形件进行真空去应力退火，去除筒形件的内应力；（4）机械加工：对钽及钽钨合金筒形件的凸缘部位进行机械加工，去除凸缘部位的修边余量，保证尺寸精度；（5）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件上的油污，然后晾干或烘干；（6）微弧氧化：将钽及钽钨合金筒形件和阴电极放入电解质溶液中，使用单脉冲电源进形微弧氧化，在筒形件的表面形成微弧氧化膜；（7）清洗：在清洗池中进行清洗，去除筒形件表面残留的电解液，然后晾干或烘干；（8）打磨：对钽及钽钨合金筒形件的表面进行打磨，磨掉筒形件表面微弧氧化膜中疏松粗糙的表面层，从而获得表面具有一层致密陶瓷膜的钽及钽钨合金筒形件。2.按照权利要求1所述的一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）～（8）中所述的钽及钽钨合金筒形件为纯钽或ta-2.5w合金筒形件。3.按照权利要求1所述的一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中所述的真空去应力退火工艺为：真空≤1.33×10-3pa，退火温度800～1000℃，保温时间30～50min。4.按照权利要求1所述的一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，其特征在于：所述的步骤（6）中所述的微弧氧化工艺为：单脉冲电源的工作电压350～450v，脉冲频率100～1200hz，占空比10～20%，微弧氧化处理时间10-30min，电解质溶液的温度≤40℃。5.按照权利要求1所述的一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，其特征在于：所述的步骤（6）中所述的电解质溶液的组成为：氢氧化钠2～3g/l、铝酸钠3～4g/l、磷酸钠3～4g/l。技术总结本发明涉及一种高耐腐蚀钽及钽钨合金筒形件的制备方法，属于稀有金属的制备、加工技术领域，可用于直径150mm～400mm纯钽及Ta-2.5W合金筒形件的制备加工。所采用的工艺步骤为：拉深成形技术研发人员：彭海健 张达响 林亮华受保护的技术使用者：东华理工大学技术研发日：2020.10.20技术公布日：2022/8/29









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