鋯絲的生產(chǎn)工藝與技術(shù)路線主要分為以下幾個步驟:原料制備、熔鑄、鋼錠加工、鑄錠加工、坯料加工、拉拔加工、退火處理和表面處理等。下面將分別介紹各個步驟。
1、原料制備:由于鋯具有較高的化學(xué)活性,因此在制備鋯絲之前需要對原料進行分類、精選等處理。在工業(yè)生產(chǎn)中,常用的原料是ZrSiO4或ZrO2,它們先要通過還原反應(yīng)將其還原為純金屬鋯,然后經(jīng)過浸出、沉淀等步驟獲得純度達到要求的鋯精料,或直接通過Kroll法或IG法氫化還原的方法將鋯精礦轉(zhuǎn)化為鋯海綿。
2、熔鑄:鋯精料或鋯海綿經(jīng)加熱爐熔化成為鋯合金液態(tài)狀態(tài),再以特定的溫度和比例加入其他的金屬元素進行合金化,形成合格的熔體,即為鋯合金熔體。
3、鋯錠加工:將鋯合金熔體澆鑄成固態(tài)的鋼錠,通常采用真空自由澆注、底部真空澆鑄或氣相水平凝固等方法。
4、鑄錠加工:將鋼錠切割成塊狀,然后進一步加工為直徑較小的坯料,并用氧化鋯或石墨涂抹避免不必要飛濺。 坯料通過不斷的加工處理,獲得更小直徑的錠材,以便進一步拉絲加工。
5、坯料加工:錠材經(jīng)過冷軋、粉碎、壓延成型或立體流動成型,最終得到適合拉拔的坯料。
6、拉拔加工:將加工好的坯料通過拉拔機進行拉拔,連續(xù)地將其直徑減小,達到所需尺寸。隨著拉拔次數(shù)的增加,鋯絲的純度得到提高。拉拔機通常由多個模具構(gòu)成,每一個模具的孔徑都比上一級模具小,以獲得所需的拉拔效果。
7、退火處理:拉拔過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形需要經(jīng)歷一個退火處理,這一步是為了消除拉拔過程中的殘留應(yīng)力并提高鋯絲的塑性和可操作性。
8、表面處理:鋯絲表面可進行脫脂、清洗、電化學(xué)拋光等處理,以減小附著物的存在,提高絲材表面質(zhì)量和光亮度。
總之,鋯絲的生產(chǎn)工藝與技術(shù)路線步驟繁多,需要經(jīng)過多次加工和處理才能得到質(zhì)量和性能達標(biāo)的產(chǎn)品。目前工業(yè)上采用的主要是拉拔法和后續(xù)的退火和表面處理工藝,通過不斷的技術(shù)革新和創(chuàng)新,鋯絲制造技術(shù)將持續(xù)完善,使其在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。