随着移动通信行业快速发展,射频器已成为通讯基站建设的核心配套设备,谐振杆作为射频器的关键零部件,市场应用需求量持续攀升。该部件对加工精度要求严苛,行业传统加工方式为棒材车床切削、CNC数控精切,普遍存在材料损耗偏高、加工效率有限的问题,材料利用率仅60%~70%,单小时产能仅30~40件,一定程度制约了量产效率与生产成本管控。
传统冷镦工艺可适配铜、铝、碳钢、不锈钢等多种材质,多用于标准小件加工,材料利用率可达80%~90%,具备损耗低、产能高、成本可控的优势。但现有适配谐振杆的用材,受硬度、膨胀系数性能要求限制,无法通过常规冷镦工艺一次成型。
发明构思:在国家标准规范范围内,优化4J36膨胀合金成分配比,搭配改良生产工艺,适配谐振杆专用冷镦加工工况。
本方案采用4J36膨胀合金制备冷镦丝,各组分质量百分比(wt.%)如下:镍35-37%、锰0.2-0.6%、硅≤0.3%、磷≤0.2%、碳≤0.05%、硫<0.02%,剩余成分为铁。
本冷镦丝标准化生产流程:真空熔炼→电渣重熔→锻打开坯→热轧成型→粗丝拉拔→酸白坯料→打磨修边→退火处理→酸洗检查→冷拉→热处理,各工序具体工艺如下:
1)真空熔炼:将金川Ni板、金属硅、锰料、纯铁等原料烘烤预处理后,投入ZGHL0.25-250-1型真空感应熔炼炉熔炼。原料熔化70%后提速升温,完全熔合后升温至1460-1660℃(优选1500℃),恒温精炼30分钟。精炼后期切换至10³-10¹Pa低真空环境,大功率搅拌1-3分钟后出钢,完成电极浇注。
2)电渣重熔:采用1:1配比的萤石与二氧化钛制备引弧剂,搭配CaF₂、Al₂O₃、CaO复合电渣体系(质量占比:CaF₂ 65%-75%、Al₂O₃ 15%-25%、CaO余量)。依次完成装炉、引弧造渣、冶炼、补缩、空冷工序,制备钢锭坯。作业时渣勺严禁接触结晶器与电极棒,禁止扰动渣料;引弧电流500-1500A,渣料完全熔合后正式冶炼,控制电流2500-3000A、电压38-41V,待结晶器填充完毕后补缩、脱模空冷。
真空熔炼与电渣重熔工序可有效提升合金钢纯净度与组织均匀性,改善钢锭内外品质,优化合金综合性能,减少内部非金属夹杂物。
锻打开坯工序:钢锭坯室温升温至850℃,预热30-50分钟;再升温至1050-1150℃,翻转锭坯保温40-50分钟;锻造始锻温度≥1100℃,终锻温度≥950℃。
锻制采用“二轻一重、二均匀”标准工艺:初期轻击提升坯料塑性,中期重击成型,末期轻击修整;全程均匀变形、频繁翻身进料,单次进料宽度小于砧宽、大于压下量,杜绝锤印、折叠等缺陷,保障坯料品质适配后续冷镦加工。
热轧成型工序:坯料入炉温度<600℃,升温时长≥120分钟,1100-1150℃恒温保温≥30分钟;始轧温度≥1100℃,终轧温度≥950℃。
热轧作业前完成设备装配与调试,可有效降低轧制过程中折叠、划伤、开裂等缺陷风险,保障坯料成型质量。
粗丝拉拔工序:根据成型变形需求选配聚晶模具,严格参照《井式真空电炉热处理(退火)一览表》完成配模与退火作业,适配规格含Φ18.0*、Φ17.0*、Φ16.0*、Φ15.0*、Φ14.0*、Φ13.0*、Φ10.0*、Φ8.5*(*代表退火处理)。
6)酸白坯料:采用硫酸体系对坯料进行酸洗白化处理,去除表面氧化层与杂质,规整坯料外观,为后续工序提供合格加工基材。