工艺流程开坯钽不能用加工一般金属的普通方法加工。一般最初的工序是锻造加工热处理,
用锤击和冲压两种方式制成平板坯或者圆形中小型坯料。与一般金属不同的是钽不能热加工。钽的再结晶温度超过1000~C,如果加热,即使做了一般的覆盖保护层,也要发生过度的氧化。更严重的是钽如果暴露在如此高的温度下,在钽的表面不但发生过度的氧化,氧还能侵入到基体内部的原子之间,使钽变脆。不仅是氧,甚至氮、碳及氢都能使钽变脆。由于上述原因,一般不对钽进行热加工。在必需进行热加工时,要做保护覆盖层或在惰性气体气氛中进行。
热处理
由于钽与氧的反应活跃,所以必需避开在即使存在少许空气的气氛中进行
热处理。因此,几乎所有的退火都是在高度真空中进行,而且加热炉的气密性也必需很高。通常,钽的热处理温度一般在950~1300℃,钽与一般使用的钽合金在这一温度范围内不发生相变,热处理仅仅是用来退火,因此加热温度和冷却速度都不重要。为了产生完全的再结晶,热处理时间稍长一点好。
商业性生产的钽都有很高的纯度。通过退火晶粒变得非常大。结晶粒的尺寸大小由冷加工、纯度、温度及工艺步骤所决定。因此,温度控制和工序控制是决定结晶大小的重要手段。
钽与其它的很多金属不同,在热处理前必须非常干净。如不清洗得非常干净, 便会发生由氢、氧、氮及碳造成的表面污染,成为脆化(硬化)组织。因为氢、氧、氮及碳在钽退火的温度范围内是非常活跃的侵入型元素,一旦被这些元素污染,除了重新熔炼外,别办法除掉。
钽板制造
钽板几乎都采取冷加工。一般是从15~30cm的钽锭开始,冷锻造成约8~10m厚的板坯,再从这种板坯开始冷轧,压缩率可在95%以上。商业性生产中,板坯通常是用两滚轧机或4滚轧机轧制成0.63~1.2cm厚的板,幅宽一般为51~102cm。代表性的轧制是在室温或接近室温下进行,以防止表面生成氧化物。在需要热轧制时,由于再结晶的原因,温度升到1000℃,并发生激烈的氧化反应。
几乎所有的厚板都是在真空中热处理退火的。由于没有相变态,所以加热及冷却的速度并不重要。用普通轧机进一步轧制,这时一般使用4滚轧机多滚轧机。由于钽很软,在加工和运输过程中应注意防止划痕。
钽棒制造
为制造棒制品,首先是锻造或挤压成中间的适度尺寸,代表性断面收率为70%-90%,然后对材料进行退火热处理。再进行加工时,通常用锻造、轧制、挤压或拉拔工艺。线材使用普通形的拔丝机进行加工。由于钽材料很软,很容易产生划痕,拉制中表面问题很大,制造者要特别注意表面状况和润滑。
钽管制造
钽可以制造出焊接管和无缝管,有着广泛的用途。制造无缝管是使用挤压、管缩径或者用板材深冲。焊接的制造方法是先形成板带,然后制成管形,再把接缝用气体钨电弧(GTAW)焊接。
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