Ein Verfahren zur Herstellung von Niob-Zirkonium-Legierungsdraht für elektrische Lichtquellen umfasst folgende Schritte: 1. Schmieden eines Niob-Zirkonium-Legierungsblocks mittels einer Matrize zu einem Schmiedeblock; 2. Erster Glühprozess des Schmiedeblocks; 3. Walzen zu einem Walzblock; 4. Zweiter Glühprozess des Walzblocks; 5. Ziehen zu einem gezogenen Block; 6. Dritter Glühprozess des gezogenen Blocks; 7. Formziehen zu einem Halbzeugdraht; 8. Vierter Glühprozess zum Erhalt des Niob-Zirkonium-Legierungsdrahts für elektrische Lichtquellen. Die Erfindung zeichnet sich durch einen einfachen und leicht umsetzbaren Herstellungsprozess, eine hohe Ausbeute und eine hohe Produktionseffizienz aus. Der nach dieser Erfindung hergestellte Niob-Zirkonium-Legierungsdraht zeichnet sich durch eine hervorragende Oberflächenqualität, überlegene mechanische Eigenschaften und eine gleichmäßige Korngröße aus und ist daher in der elektrischen Lichtquellenindustrie vielseitig einsetzbar.
Hochdruck-Natriumdampflampen aus Niob-Zirkonium-Legierung sind elektrische Lichtquellen der dritten Generation und bieten Vorteile wie hohe Lichtausbeute, geringen Stromverbrauch, lange Lebensdauer, gute Nebeldurchdringung und Insektenfreiheit. Sie finden breite Anwendung im In- und Ausland, beispielsweise zur Beleuchtung von Autobahnen, Flughäfen, Häfen, Werften, Bahnhöfen, Plätzen, Industrie- und Bergbaubetrieben, Parks und anderen Orten. Aufgrund des ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Niob-Zirkonium-Legierungen und den Keramikkomponenten von Natriumdampf-Hochdrucklampen nehmen diese Lampen eine unersetzliche Stellung in der Beleuchtungsindustrie ein. Traditionell werden für Natriumdampf-Hochdrucklampen Rohre aus Niob-Zirkonium-Legierung verwendet. Dank kontinuierlicher Weiterentwicklung und Verbesserung der Fertigungstechnologie hat jedoch Niob-Zirkonium-Legierungsdraht mit seinen Vorteilen wie niedrigem Preis und hoher Weiterverarbeitungseffizienz das Potenzial, Rohre aus Niob-Zirkonium-Legierung zu ersetzen.
Mit dem anhaltenden Wachstum der chinesischen Wirtschaft und den kontinuierlichen Investitionen der Regierung in die Infrastruktur hat die Stadtentwicklung zu rasanten Veränderungen im Straßenbau geführt. Laut Statistiken hat die Anzahl der Straßenlaternen in China zehn Millionen überschritten und wächst jährlich um 20 %. Es wird erwartet, dass die Natriumdampf-Hochdrucklampenindustrie in Zukunft weiter expandieren wird. Wie bereits erwähnt, bietet Niob-Zirkonium-Legierungsdraht für elektrische Lichtquellen breite Anwendungsmöglichkeiten und gute wirtschaftliche Vorteile.
Bei der Weiterverarbeitung von Niob-Zirkonium-Legierungsdraht, insbesondere bei der Herstellung von Natriumdampf-Hochdrucklampen, muss ein Teil des Drahtes zu einem Rohr versponnen werden. Um die Anforderungen der Weiterverarbeitung zu erfüllen, werden hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, die Kornstruktur und die Oberflächenqualität des Niob-Zirkonium-Legierungsdrahtes gestellt.
Die traditionelle Herstellung von Niob- und Nioblegierungsdrähten umfasst hauptsächlich Strangpressen, Rotationsschmieden oder Gesenkziehen in Kombination mit Vakuumglühen. Die Nachteile dieser traditionellen Herstellungsverfahren für Niob-Zirkonium-Drähte sind folgende: Durch das Strangpressen führt der lange Strangüberstand zu einer geringen Produktausbeute; Niob-Zirkonium-Legierungen zeichnen sich durch ihre Weichheit, hohe Verarbeitungswärme und geringe Fließfähigkeit aus. Wird nach dem Strangpressen Rotationsschmieden angewendet, ist die Umformbarkeit begrenzt, und mehrere Rotationsschmiededurchgänge können zu Oberflächenfaltungen des Rohlings führen. Nach dem anschließenden Vakuumglühen bildet sich eine feinkörnige Schicht, die die Drahteigenschaften beeinträchtigt. Wird nach der Extrusion ein mehrstufiges Festziehverfahren angewendet, ist vor dem Ziehen eine Oberflächenoxidationsvorbehandlung erforderlich, was die Produktionseffizienz erheblich reduziert.
Die zu lösende technische Herausforderung besteht darin, die Schwächen der bestehenden Technologie durch ein einfaches, leicht umsetzbares, ertragreiches und hocheffizientes Verfahren zur Herstellung von Niob-Zirkonium-Legierungsdrähten für elektrische Lichtquellen zu beheben. Die mit diesem Verfahren hergestellten Niob-Zirkonium-Legierungsdrähte weisen eine ausgezeichnete Oberflächenqualität, hervorragende mechanische Eigenschaften und eine gleichmäßige Korngröße auf und sind daher in der Lichtquellenindustrie breit anwendbar. Der Einsatz eines Ziehschmiedeverfahrens anstelle des traditionellen Extrusionsschmiedeverfahrens reduziert effektiv Defekte wie Kopf-Schwund-Schrumpfung und Oberflächenfaltung bei Niob-Zirkonium-Legierungen und verbessert die Produktausbeute signifikant. Die Verwendung eines kombinierten Walz- und Ziehverfahrens ersetzt das traditionelle Rotationsschmieden und Festziehverfahren. Da sich das kombinierte Walz- und Ziehverfahren sowie die Umformmethode vom traditionellen Ziehverfahren mit fester Ziehdüse unterscheiden, ist eine Oberflächenoxidationsvorbehandlung überflüssig, was die Produktionseffizienz erheblich steigert. Zudem werden die beim Rotationsschmieden auftretenden starken Oberflächenverformungen und Probleme mit feinkörnigen Schichten vermieden. Obwohl der im Ziehverfahren hergestellte Draht eine hohe Oberflächengüte und wenige Defekte aufweist, ist seine Maßgleichmäßigkeit und Elliptizität gering. Daher wird bei dieser Erfindung letztendlich ein Ziehverfahren mit fester Ziehdüse zur Maßbearbeitung eingesetzt.
Basierend auf einem einfacher umzusetzenden Herstellungsverfahren mit höherer Ausbeute und Produktionseffizienz sowie überlegener Oberflächenqualität für Niob-Zirkonium-Legierungsdrähte für elektrische Lichtquellen ist das Endprodukt ein Niob-Zirkonium-Legierungsdraht mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, gleichmäßiger Korngröße, exzellenter Oberflächenqualität und hoher Maßgenauigkeit.
