[发明专利]一种卤素灯丝及制造方法

说明书

技术领域

该发明涉及在高温环境下工作的钨灯丝，特别是卤素灯，提高钨丝的再结晶温度和抗振性能。

发明背景

用于卤素白炽灯的钨铼灯丝可以在较高的温度下工作，并具有较高的再结晶温度，它可以广泛应用于舞台灯、摄影灯和一些特殊场合用灯。灯丝的典型工作温度在2900～3200摄氏度，该灯丝在此工作温度下具有较长的寿命，它不但可以有效解决传统抗下垂掺杂钨丝寿命短的缺点，而且有较大的晶粒长宽比和较低的下垂值。

对于给定的输出光效，在较高的工作温度下使用较小尺寸的灯丝是适合市场需求的。目前，卤钨灯丝的工作色温在2800摄氏度以上，较高的工作温度增加了钨丝的下垂值，弯曲的钨丝增加了钨丝的热辐射，降低灯丝的光效。钨丝中微量铼的存在可以有效的增加灯丝的再结晶温度，提高灯丝的晶界强度。灯丝中铼的含量为0.4～0.8％，这样并没有大幅度的提高灯丝的生产成本。

用于生产钨铼灯丝的坯条中含有微量的K、Al、Si等掺杂剂，在制造钨铼合金丝时所用到的设备与生产传统的抗下垂钨丝的设备相似，由于钨铼合金是固溶合金，所以道次的加工温度和变形率将做适当的调整。

钾铝硅在掺杂钨丝中的作用是众所周知的，但是钾铝硅不能完全解决灯丝的再结晶温度较低的问题，同时随着卤钨灯丝工作温度的增加，由于钾的存在，加速了在灯丝的晶界上空洞的产生。钨铼为固溶合金，铼的存在可以强化晶界强度，可以有效的弥补由于添加钾而给钨丝带来的不利影响。根据试验，钨丝中铼的添加量必须大于0.4％才能有效的解决这一问题。

随着铼含量的增加，灯丝的晶界得到了强化，机械性能也相应得到了提高。同时铼(最少为0.4％)的加入可以有效的提高灯丝的完全再结晶温度，使灯丝的再结晶温度提高到2300～2400摄氏度，当然在灯丝的制备过程中也必须提高再结晶温度，同时晶粒的长宽比提高到大于15以上。微量的铼加入会使灯丝的生产成本增加，但总的来看更具有经济性。

发明内容

本发明是针对以前的技术进行改进；

根据本发明，提供了一种钨铼合金灯丝的制造技术，灯丝的再结晶温度超过2200摄氏度，合金中同时含有K、Si、Al掺杂剂，K的含量在80～100ppm，铼含量在0.4~0.8％之间。

根据本发明，发明中包括以下加工制造过程，通过制备钾含量为80~100ppm的钨铼合金粉，通过在160~200MPa的压力下压制、烧结、旋锻和拉拔制备钨铼合金丝。

根据本发明，固溶原子铼可以增强灯丝的晶界强度，同时灯丝的抗拉强度也大大提高，这样可以降低灯丝在加工制造过程中的断丝率。同时，铼具有较高的电阻率，所以制备的钨铼合金丝具有较高的冷阻值，在设计灯丝的过程中，可以使用较少的材料达到灯丝的设计目的，因此可以从原料的节省上来弥补由于添加铼而增加的部分成本。

附图说明

参照下面的附图和详细的描述可以更好的理解本发明的一些优点：

图1为卤钨灯丝的示意图；

图2为在加工过程中直径为8.9mm旋煅钨棒的金相照片；

图3为直径8.9mm旋煅钨棒完全再结晶的金相照片

图4为丝材初始再结晶时的金相照片

图5为丝材完全再结晶时的金相照片

具体实施方式

本发明中的钨铼合金丝为掺杂钨丝(含钾铝硅)，钾含量为80～100ppm，铼含量为0.4～0.8％，根据粉末的制备工艺，铼原子能够非常均匀的分布在钨基体中。钾的存在能够保证在拉丝过程中形成规则的钾泡串，使钨丝在再结晶的过程中形成燕尾搭界状的长条状晶粒结构，从而提高钨丝的抗下垂性能；铼的存在能够强化晶界，提高灯丝的再结晶温度。在钾泡和铼的综合作用下，使灯丝具有较高的初始再结晶温度，初始再结晶温度超过2100摄氏度，晶粒的长宽比大于15。

钨铼合金为固溶合金，由于铼原子的固溶强化，钨铼丝的加工温度要比掺杂钨丝高的多，这一点在前文已作解释。

如前文所述，由于铼原子的固溶强化，同时因为铼的塑性，使钨铼丝的韧性增强，再结晶温度大大提高，同时拉伸强度也得到提高，其性能与传统的抗下垂钨丝相比较如下表所示：