中國鎢基高密度合金的發展介紹(Ⅱ)——作為射線遮罩材料

上世紀70年代。特別是隨著“文化大革命”的結束。鎢基高密度合金的發展進入在國民經濟各個領域廣泛推廣應用的開拓發展階段。國內各有關單位紛紛投入力量進行鎢基高密度合金的開拓應用研究。並取得了不少進展和成果。

鎢基高密度合金作為射線遮罩材料,鋼鐵研究院和有色研究院分別研製成功WNF一185和95W-Ni—Fe等鎢鎳鐵系合金先後用於癌症放射治療的C060治療機和BJ—10電子直線加速器。這些新型醫療設備的研製成功,結束了它們長期依賴迸口的局面。而且為了滿足較大數量配套用遮罩合金件的需要.通過技術協作和轉讓,在山東將一個原來僅生產鐵粉製品的小廠。扶植改建成批量生產C060治療機等配套用鎢基高密度合金的專業廠。與此同時,作為遮罩材料.鎢基高密度合金也用作各種放射源和放射性同位素的容器和儲罐,在作為某些射線探測儀如探測煤層厚度的“小口徑放射性測井儀”同時,為了防止環境磁場對探測結果的影響,採用了無磁性的鎢鎳銅系高密度合金。


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硬質合金製作過程

硬質合金的製作是將碳化鎢與鈷以一定的比例混合,加壓成各種形狀,然後半燒結。此燒結過程通常是在真空爐裏進行。將其置於真空爐裏完成燒結,此時之溫度大約為攝氏一千三百至一千五百度之間。

基本過程:

1.脫除成形劑及預燒階段

2.固相燒結階段

3.液相燒結階段

4.冷卻階段


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中國鎢基高密度合金的發展介紹(Ⅰ)——以高起點開局

鎢基高密度合金(亦稱鎢基高比重合金、重合金)是鎢合金材料的一個重要組成部分,是國防工業和國民經濟各部門廣泛應用的工程材料,現已成為一類進行大規模生產和應用、佔有重要地位的鎢材。鎢基高密度合金是利用金屬鎢的高密度,添加少量鎳、鐵、銅及其他元素,採用液相燒結這種粉末冶金的特殊方法製成的.這也成為其區別於其他鎢材的一個特徵。鎢基高密度合金既基本上保持鎢金屬的許多特性,如高的密度、高的強度與硬度、好的高溫性能、較高的導電導熱性能、低的熱膨脹係數等等,又可以通過在遠低於鎢的熔點的溫度下直接燒結獲得緻密的合金。

上世紀60年代初。中南礦冶學院與北京有色金屬研究院等多家單位,根據國家軍工的需要。研製用於飛行控制的陀螺儀轉子材料。為了陀螺導航儀的高精度測量控制。要求轉子材料具有高的密度並使用在高速旋轉狀態。這就要求材料高的力學性能和材料密度高度的均一性。同時為了避免周圍環境存在磁場的干擾要求是非磁性材料.因此,研製採用的是鎢鎳銅合金。經過不長時間的不懈努力,很快研製成功,並在國產飛機的陀螺導航儀和第一顆人造衛星上應用。到60年代末,所開發的多種W—Ni—Cu合金產品已在近20項重大軍事工程中獲得應用。此後,在不斷的邊研究、邊應用、邊改進的過程中,W—Ni—Cu材料的性能和應用取得了更大的成功和更高。從而在上世紀90年代該材料的應用獲得了國家技術進步二等獎。


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超硬刀具

超硬刀具主要包括金剛石刀具和立方氮化硼刀具,其中以人造金剛石複合片(PCD)刀具及立方氮化硼複合片(PCBN)刀具占主導地位。隨著現代製造業(尤其是汽車製造業)的快速發展,超硬刀具的生產及應用也逐年快速增長。

超硬刀具大部分用於汽車零部件的切削加工。近年來,隨著CNC加工技術的迅猛發展以及數控機床的普遍使用,可實現高效率、高穩定性、長壽命加工的超硬刀具的應用也日漸普及,同時引入了許多先進的切削加工概念,如高速切削、硬態加工、高穩定性加工、以車代磨、幹式切削等。超硬刀具已成為現代切削加工中不可缺少的重要手段。


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鎢合金在國防軍事、航空航太及核工業領域裏的應用(Ⅱ)——核輻射遮罩材料

上一篇我們已經知道了,鎢合金有良好的機械特性及物理特性。本文在著重介紹高比重鎢合金作為核輻射遮罩材料在核工業領域裏的應用。

在核工業中,鉛是主要的核遮罩材料,但鉛的密度僅為11.3g/cm3,遮罩性能不理想,鎢、鉬及其合金具有較高的密度,對射線具有極好的吸收能力,遮罩效果比鉛高30~40%,用高密度鎢合金作放射源容器,其壁厚僅為鉛的1/2~ 2/3,是理想的核燃料貯存器與防輻射的遮罩材料。

目前,鎢、鉬及其合金板材在醫學X射線檢測時用作防護裝置,能有效避免射線對病人的輻射傷害,通過精密加工得到厚度小於0.2mm的高精度鎢薄板已廣泛應用於醫用CT機中關鍵部件一準直器和探測器,大大提高了病情診斷的精確性。

W—Ni—Fe合金具有熔點高,良好的衝擊韌性、高塑性和低屈服強度,還可以用作原子能爆炸時用的功能複合金材料,保證儀器的正常工作。此外,鎢合金還作為冷核子試驗的模擬材料,用於核彈及核反應爐設計參數的確定。



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