複雜形態高緻密鎢合金材料製備方法

鎢合金材料的優異性能與其緻密度有很大的關係。鎢及其合金的緻密度95％以上時，如果緻密度降低1％，其熱導率、電 導率會下降10％，硬度、抗拉強度等力學性能指標也會隨緻密度的降低而顯著下降。

目前，高緻密度的鎢及其合金主要是通過粉末冶金燒結後，再進行鍛造、軋製等熱加工來提高其緻密度。這種傳統工藝能使材料達到99％ 以上的緻密度，同時也能極大的提高材料的力學性能。但其缺點是生產形狀單一，如棒狀、板狀或尺寸較小的產品。如果要求生產形狀較為複雜、或中型三維尺寸的高緻密度產品，則無法通過變形加工獲得，或者會產生極大的成本。

針對現有技術的不足，有學者提出一種高緻密度鎢合金材料的製備方法。該方法通過將鎢及其合金粉體進行破碎後，用不同形狀的等靜壓模具壓坯，再進行燒結，得到所需形狀的高緻密度燒結坯；該方法能製備大型尺寸，形狀較為複雜的高密度鎢其合金材料，且基本不增加成本，鎢及其合金產品的緻密度在98％以上。

該工藝具體實施案例如下：

製備一種相對密度為98.5％的純鎢坩堝，鎢坩堝的外形尺寸為 Φ138×140，壁厚為5mm。

(1)將鎢粉(平均細微性為2.5μm)用氣流破碎機進行破碎，裝料速度為1.0kg/min，氣流壓力為0.8MPa，分級機轉速為60Hz，破碎後鎢粉的平均細微性為2.3μm。

(2)將破碎後的鎢粉裝入冷等靜壓模具中進行冷等靜壓處理，從而得到料坯；冷等靜壓的壓力為240MPa，保壓時間為20min，泄壓速度為4MPa/min。

(3)將得到的料坯用中頻感應加熱爐燒結；燒結在氫氣氛下進行，氫氣流量為15m³/小時，燒結溫度為2300℃，保溫時間為4h，最終得到高緻密度純鎢坩堝。

採用靜水稱重法測量本實施例方法得到的10個高緻密度純鎢坩堝的相對密度，其相對密度均為98.5％，實際密度為19.05g/cm3。從高緻密度純鎢坩堝的金相組織照片中可以看出該成品晶粒均勻，晶粒孔洞較少且較小，達到了良好的工藝指標。

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