退火工艺对钼板拉深性能影响规律研究

■ 刘杰，李琳玲，陈利

由于钼及钼合金具有熔点高，弹性模量高，线胀系数小，导电、导热性能好，以及耐酸碱等优良性能，被广泛应用于电子工业领域，如在电子管中的钼筒栅极。但是钼板在室温条件下塑性差、高温易氧化的特性，目前成形制造纯钼板拉深件的方法主要有两种：其一，常温下多道次普通拉深工艺，如将常温拉深与变薄拉深工艺相结合，通过8道次拉深工序组合将0.2mm纯钼板材拉深为高度5mm、外径1.6mm、厚度为0.1mm的钼杯；其二，带保护气体或真空环境下的热拉深工艺，如在真空加热技术和变压边力拉深技术的基础上，开发难变形材料的真空热拉深系统，并通过闭环控制技术实时调节温度、压边力和凸模速度等关键工艺参数，在温度870℃、真空度10-2Pa的条件下进行2.0mm钼板的拉深试验，获取合格零件。

多道次常温拉深方法成形纯钼零件虽然工序繁多，但是对设备、工装复杂程度要求低，适用于形状简单的零部件。本研究主要关注退火工艺对多道次钼板拉深性能的影响规律，通过合理优化退火工艺参数，避免拉深过程中产生缺陷，获取尺寸合格的零部件。

1. 试件与材料

采用粉末冶金法制备出钼板坯，随后交叉轧制成厚度为0.3mm的退火态钼板材，其主要化学成分如附表所示。

图1 零件尺寸示意

材料化学成分（质量分数） （%）

该零件为深筒状，深度为13mm，筒底直径为12mm，如图1所示。

2. 成形结果与讨论

成形前坯料直径为35mm，拟采用三道次拉深工艺成形。第一道次拉深成形出直径为18mm，高度为7mm的筒形件，如图2所示。试件表面光洁、平整，无开裂缺陷，因材料的各向异性，在端口处出现制耳现象。

第一道次拉深结束后对预成形件进行真空退火处理，提高材料的塑性。为获取合适的热处理工艺参数，通过改变退火温度，研究退火工艺对预成形件成形能力的影响程度。

由于钼没有相变点，通常采用真空条件下，再结晶温度以下进行软化退火。而钼的再结晶温度为900～1425℃，真空退火过程中退火温度分别采取800℃、820℃、840℃、860℃，工艺曲线如图3所示。真空热处理过程中真空度为10-3Pa。

图2 第一道次拉深后试件

当退火温度分别为800℃、840℃和860℃时，第二道次拉深成形过程中产生破裂现象，如图4a所示。当退火温度为820℃时，成形出直径为14m m，高度为11mm的筒形件，如图4b所示。

第二道次拉深结束后再次对预成形件进行真空退火处理。当退火温度840℃时，最终成形出直径为12mm，高度为13mm的筒形件，如图5所示。

图4 不同退火工艺参数下第二道次拉深后试件

图5 第三道次拉深后试件

图3 真空热处理工艺曲线

为了证实工艺优化的通用性，进行20件不同批次钼板的试验研究，拉深后零件的合格率达95%以上。研究表明，选择合适的真空退火工艺，通过多道次拉深，可以获得尺寸符合要求的筒形件。

3. 结语

采取真空退火工艺可以改善多道次拉深变形过程中材料塑性。真空退火温度过高或过低均会促进拉深过程产生破裂缺陷，当第一次真空退火温度为820℃，第二次真空退火温度为840℃时，可以获取尺寸符合要求的纯钼筒形零件。

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