解决钨棒锻造的材料损失问题

专门生产钨和钼产品会给制造商带来风险-主要是材料浪费的风险。为了实现最终产品的设计或尺寸，常常必须牺牲高价值的原材料。  

 

 

在生产的各种产品和零件中，Wolfram Industrie是钨棒和棒的制造商。从烧结合金锭开始，Wolfram通常会通过削减圆形产品的生产而损失16-40％的材料。对于较小直径的焊条，浪费的材料所占的比例更高，并且由于锭是通过烧结形成的，因此所有丢失的材料都不能作为切屑回收。

 

在一项赞助的研究项目中，Wolfram开发了一种用于钨合金圆形产品的替代成型方法，该方法不涉及切削，但通过其迭代的旋转型锻退火工艺实际上减少了材料消耗。同时，保持了合金的机械性能，并且由于接近于净形的成形材料，平均可将废料减少到8-10％。

 

 

不仅如此，成品的最大长度从以前的370毫米增加到720毫米，直径减小到10.5毫米。

 

Wolfram Industrie的圆棒主要由称为Triamet G17的钨基重金属合金制成。在这些复合材料中，钨沉淀物被嵌入Ni-Fe-W基体中，从而赋予它们多种机械性能，包括高密度，拉伸强度和延展性。

 

Dipl.-Ing解释说：“粉末在制造过程中混合并在高压下压制成生坯。” 指导公司研究工作的Wolfgang Jung。“但是，在先前的生产过程中，CNC加工过程的最后一步损失了大约20-30％的材料。这些金属芯片将不再使用，必须付出巨大的努力进行处理。”

 

Wolfram Industrie开发了其迭代旋转型锻工艺作为替代方案，以更经济和环境可持续的方式实现近净成形。

 

在研究的开始阶段，由德国中小企业中央创新计划和联邦经济事务和能源部资助，该项目的目标是在国际标准ASTM B 777-15和Wolfram的Triamet产品标准的基础上达成的。

 

“在此方向上的先前尝试表明，在重金属的成型过程中，晶粒结构被拉伸，从而改变了机械性能，” Jung说。“有害的后果是变形的重金属合金的强度和硬度增加-不再达到所需的性能。”

 

因此，沃尔夫勒姆工业公司（Wolfram Industrie）通过有针对性的实验设计，寻求降低变形材料硬度的方法，但同时增加断裂伸长率。

 

它评估了成形过程的最佳成形温度，并优化了裂纹形成的程度。Jung解释说：“这使我们能够通过专门开发的热机械成形工艺来最大程度地降低机械性能的变化。”

 

Wolfram Industrie开发的是最大变形程度的旋转型锻工艺，其零件满足晶粒结构和机械性能。Jung说：“我们意识到，仅需进行一次热处理就可以达到原始的材料特性，这在技术上极其复杂且在经济上不可行。” “因此，迭代整体过程的想法作为一种更经济的选择而出现。通过有针对性的反复热处理，无论变形程度如何，我们几乎都能完全恢复材料的原始结构和机械性能。”

 

通过这样定义的过程，可将评分最小化，并优化后处理工作量和过程持续时间。他说：“为了更好地研磨和加工材料，杆应尽可能笔直。” “为此，我们在平锤加工中使用了新的钳口几何形状，这不仅使在此加工步骤中更好地对准棒成为可能，而且还减少了加工时间。”

 

根据其结果，根据工件的几何形状，Wolfram工业公司平均可节省18-32％的原材料。

 

Wolfram Industrie的新型旋转型锻工艺具有多种应用-例如，生产用于高精度制造的刀夹。在进行CNC加工时，经常会发生大的振动，这些振动会传递到安装座上。

 

但是，Triamet具有高的弹性模量，可以实现减震。与早期应用相比，Wolfram可以生产更长的棒材，从而可以进行更高效的处理，同时减少浪费。“毫无疑问，长杆还有其他用途，这是我们以前从未想到的，” Jung说。“因此，我们特别期待与用户的对话，并为我们的进一步研究工作带来新的动力。”