鎢粉形貌影響石油射孔彈穿深性能

隨著對石油射孔彈研究的深入,藥型罩的爆炸聚能作用越來越受重視,藥型罩材料是聚能效應能量的載體,其性能直接影響著射流品質的優劣。而鎢粉的形貌影響著聚能性能,進而影響射孔彈的穿深性能。鎢粉形貌不規則,有條狀及片狀粉末,表面不光滑,粒度分佈範圍較寬,少量細小粉末有團聚現象產生,還有類球形狀,表面較為光滑,粒度分佈範圍較窄,少量細小粉末也出現團聚現象。

利用條狀及片狀的粉末製備射孔彈平均穿深僅為212.2mm,而採用類球形狀粉末製備的射孔彈平均穿深可以達到244.8mm。研究顯示,類球形的鎢粉影響石油射孔彈穿深性能更高,由於類球形的鎢粉流動性能更好,有利於提高藥型罩密度分佈均勻性,從而改善射孔彈爆轟形成的射流的特性,提高射孔彈穿深性能和穩定性。
 

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鎢粉形貌與粒度分佈影響

鎢粉形貌與粒度分佈影響製品成形性(同等壓制條件下,壓坯保持其外觀完整性的能力)壓坯強度。

採用不同氧含量的氧化鎢:黃鎢、藍鎢、紫鎢為原料,通過氫還原得到3種平均粒度相同但粒度分佈與顆粒形貌不同的鎢粉為樣品,將鎢粉用模壓成型法壓制成強度測試用的試樣。尺寸為12.7mm×6.35mm×31.75mm。

通過三點彎曲法,在微機控制萬能電子試驗機上測定未加成形劑壓坯的抗彎程度,跨距為13.5mm,測量誤差=0.01N,壓頭移動速率為0.5mm/min,每組樣品各取5根壓坯試樣品進行測定,取其平均值。

採用重力沉降光透法測量粉末的粒度分佈,通過掃描鏡觀察粉末形貌。

通過控制原料氧化鎢中紫鎢、藍鎢、黃鎢的比例,可以對鎢粉顆粒形貌與粒度分佈等參數進行有效調控。在粉末費氏粒度相當的條件下,鎢粉的成形性能與鎢粉末壓坯的強度受鎢粉的顆粒形貌與粒度分佈等參數的影響較大,粉體中細顆粒的含量越高,顆粒的形貌越不規則,則其成形性能越好,壓坯強度越高。
 

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製備細顆粒鎢粉設備——帶式無舟皿連續還原爐

隨著科技的發展細顆粒鎢粉用於生產硬質合金越來越廣泛。細顆粒鎢粉可通過帶式無舟皿連續還原爐設備制取。

以工業藍色氧化鎢和超細黃色氧化鎢為原料,採用帶式無舟皿連續還原爐,還原爐整套設備分為:進料段、還原段、緩冷段、冷卻段及出料段,物料經由勻速運動的鋼帶輸送,操作時工作溫度調至950℃,切勿過高,不然會影響成品的粒度,然後以氫氣為還原氣體,分別還原藍鎢和黃鎢,可制得比表面為3.5㎡/g,粒度為90nm左右的均勻細顆粒鎢粉。

採用帶式無舟皿連續還原爐,不使用舟皿,將粉末直接平鋪在鋼帶上,消除了氣流不均勻現象,並解決了多根爐管之間溫度不均勻的問題,從而可以保證粉末的還原速率一致,製備出均勻的粉末。
 

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流態化技術制取超細鎢粉

流態化技術制取超細鎢粉,稱取適量偏鎢酸銨噴霧乾燥的微粉放入流化床多孔板上,通入空氣然後啟動加熱電阻爐使床溫按程式升溫,接著將反應後的氧化鎢轉入流化床篩板上,先以氫氣建立流化曲線,然後通入一定比例的氫氣,(通常是稀釋1倍),再測量並求出相應的流化曲線和操作速度,在此基礎上,再啟動電熱爐的電源及溫控系統,通氫溫度是500℃,當溫度升至600攝氏度且維持1h後將溫度繼續調高至750℃,並在750℃以及850℃時各維持1h後,降溫至650℃時關閉氫氣,當溫度降至室溫時取出流化床並打開螺帽倒出鎢粉。取出時應加蓋儲存,防止活性鎢粉被空氣氧化。
 

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中國鎢粉品質評估

鎢粉不僅是硬質合金的主要原料,而且也是鎢基高比重合金的主要原料,其應用十分廣泛。用於硬質合金的鎢粉約占鎢消費的60%,用於鎢基高比重和金的鎢粉占消費的15%,鎢粉的研究以及應用一直受到國家的重視。

受國家品質技術監督局的委託,中國有色金屬工業局粉末冶金產品品質監督檢查中心於1993年和1998年對全國鎢粉進行了兩次國家監督抽查。

1993年,抽查的企業數18個,合格企業數15個,合格率為83.3%,抽查產品數18個,合格產品數15個,合格率為83.3%。

1998年抽查的企業數12個,合格企業數10個,合格率83.3%,抽查產品數15個,合格產品數13個,合格率86.7%,產品合格率92.8%。

通過兩次抽查發現,我國鎢粉品質整體水準是較高的,但有部分企業對鎢粉中雜質元素含量控制不嚴,還有極個別企業生產工藝落後,程序控制不嚴,以至於鎢粉中有機械夾雜物,致使鎢粉品質不合格。對於存在的問題,相關企業應加強管理,堅持技術改造,提高人員素質,完善檢測手段,健全質保體系,從而使得鎢粉品質整體水準再上一層樓。
 

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