
一、金属钒原料制备
还原工艺:
采用钙热还原法,以V₂O₅或V₂O₃为原料,金属钙为还原剂,通过高温放热反应生成金属钒,纯度可达99.5%以上。
真空碳热还原法在高真空环境下(6.66×10⁻¹Pa)将V₂O₅与碳粉混合压块,经两次高温还原(1573K、1973-2023K),获得高纯钒锭,收率达98%-99%。
二、高纯钒锭提纯与加工
熔炼与表面处理:
电子束熔炼结合连续电解抛光技术,可去除钒金属中微量元素杂质,提升纯度到99.9%以上,同时改善表面粗糙度(Ra≤0.2)。
部分工艺采用镁热还原法,通过氯化物还原和真空蒸馏去除残留杂质,生成适用于后续加工的钒粉。
锻造与轧制:
钒锭经多道次锻造后,在400-500℃下退火60-120分钟,消除内部应力。
通过精密轧制控制每道次下压量(0.5-1mm),总变形量达70-80%,逐步拉拔到目标直径(如0.25-6mm)。
三、成型与后处理
拉拔工艺:
原料盘条经两次拉拔(粗拉、精拉),中间穿插热处理(如退火),确保延展性及力学性能(抗拉强度≥725MPa,延伸率≥7.6%)。
表面镀层与防护:
部分应用场景需在钒丝表面镀锌-铝-稀土合金层,增强抗腐蚀性,工艺包括镀前检验、镀层处理和成品检测。
四、质量与性能控制
退火温度和时间直接影响钒丝性能,二次退火(450-550℃保温90-150分钟)后采用水冷,可细化晶粒并提高强度。
通过超张拉检验和应力下料,确保成品钒丝的尺寸精度及稳定性。
总结:钒丝生产工艺涵盖金属钒还原提纯、精密轧制/拉拔、热处理及表面处理等关键环节,需综合运用冶金、材料加工技术以满足高纯度(≥99.9%)、高强度及耐腐蚀等要求。