鎢坩堝的製造工藝

鎢坩堝的製造工藝複雜、技術要求高，主要包括粉末製備、壓制成型、高溫燒結和機械加工等幾個關鍵環節。

一、原材料製備

坩堝的製造從高純鎢粉的製備開始。鎢粉通常通過氫氣還原鎢酸鹽（如鎢酸鈉或鎢酸銨）的方法獲得。高品質的坩堝對原材料的純度要求極高，通常要求鎢粉純度在99.95%以上，以減少在高溫使用過程中因雜質引起的氧化、揮發或結構脆化。鎢粉的顆粒形貌、細微性分佈和松裝密度也會直接影響後續壓制和燒結的品質，因此需要進行嚴格篩分與預處理。

二、成型工藝

鎢粉經乾燥、混合和篩分後，會被裝入模具中進行冷等靜壓（CIP）或模壓成型。等靜壓法通過各向均勻的壓力壓制坯體，使其內部結構緻密、強度高，尤其適用於大尺寸或厚壁坩堝的製造。模壓則多用於小尺寸坩堝或複雜幾何結構的初步成型。在此階段，壓制成的“生坯”尚未具有足夠的強度，需要進一步通過高溫燒結實現緻密化。

三、高溫燒結

壓制成型後的坩堝生坯需在高溫氫氣氣氛下進行燒結處理。燒結溫度一般在2000°C以上，通常採用中頻感應燒結爐或真空燒結爐進行。在燒結過程中，鎢粉顆粒之間通過擴散、再結晶和粘結形成連續緻密的晶粒結構，顯著提升機械強度和耐高溫性能。高溫燒結過程中的氣氛控制至關重要，必須嚴格防止氧氣、氮氣等雜質氣體的侵入，以保證成品坩堝的純度和抗腐蝕性。

四、機械加工與表面處理

燒結後的坩堝為“粗坯”，尺寸和形狀尚未達到使用要求，必須通過精密的機械加工來實現最終尺寸精度和表面品質。鎢的硬度高、脆性強，常規機械加工（如車削、銑削、鑽孔）難度大，因此需採用專用的硬質合金刀具、低速切削和冷卻潤滑配合工藝。此外，為了提升坩堝的抗氧化性與使用壽命，部分高端應用還會採用表面拋光、電解拋光或塗覆保護層（如鉬層、氮化層）等後處理工藝。

五、品質檢測與包裝

坩堝製造完成後需經過一系列嚴格的品質檢測程式，包括尺寸精度檢測、密度測試、金相組織分析、雜質元素分析和真空滲漏測試等。密度通常需達到理論密度的98%以上，表面無裂紋、雜質夾雜或結構缺陷，才能滿足高溫和真空環境的使用要求。最後，合格的鎢坩堝會被真空密封或採用惰性氣體保護包裝，以防止在運輸和儲存過程中氧化或污染。

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