鎢銅藥型罩溫態流動成型工藝

鎢銅藥型罩是由鎢和銅兩種熔點相差很大且互不相溶、不形成化合物的偽合金，通過一般的壓制-燒結工藝難以製備，所以對於鎢銅合金產品來說，目前主要通過粉末冶金的工藝進行製備，包括熔滲法以及活化液相燒結法。其中熔滲法是將鎢粉壓制成坯塊，在一定的溫度下預燒製備成具有一定密度和強度的多孔鎢骨架，然後將熔點較低的液態銅熔化滲入鎢骨架中，以得到緻密的鎢銅合金。其主要機理是金屬液相潤濕多孔基體，在毛細管力作用下金屬液相銅沿顆粒間孔隙流動填充多孔鎢骨架孔隙。

熔滲法根據燒結溫度還可細分為高溫燒結鎢骨架+滲銅以及低溫燒結部分混合粉+滲銅。高溫燒結鎢骨架+滲銅法是將鎢粉壓成坯塊後直接在1800-2200℃下進行燒結並滲銅。由於在高溫下鎢粉還原充分，其餘低熔點的雜質以及難以還原的低價氧化物都能通過蒸發氣化和熱分解除去，因而所制得的鎢銅藥型罩相對密度可達99.2%，綜合性能優良。但是其存在生產工藝週期較長，控制參數多且複雜，生產成本也較高等缺陷。而低溫燒結部分混合粉+滲銅是將混有少量誘導銅粉的鎢粉壓制成坯塊預燒骨架再滲銅。通常誘導銅的含量約為2.5%-3.5%且粒徑與鎢粉粒徑近似，其能有效改善坯料的壓制性能並且提高熔滲時銅液的流動性。但是若所加入的誘導銅量過多則會造成熔滲時銅的富集，使整體鎢銅藥型罩的緻密度降低。

藥型罩是石油穿孔彈以及穿甲彈的關鍵部件，其性能的優劣直接影響著穿孔彈和穿甲彈爆炸後的穿深和破甲效果。早期的藥型罩是將銅棒、鐵棒直接通過車加工呈藥型罩的形狀或者將銅板、鐵板進行衝壓成型，這樣的工藝方法生產效率較低、尺寸精度較差且在射孔出容易發生堵塞。而隨著粉末冶金工藝的發展，粉末燒結罩逐漸取代了板型罩，生產工藝得到了簡化、整體的效率得到了提高。但是由於罩壁較薄、燒結時容易變形、表面光潔度較差等問題，需要對工藝進行一定的優化。溫態流動成型可以成型具有複雜形狀且密度分佈均勻的大部件，有利於鎢銅材料的應用領域的進一步擴展。其結合了注射成型和溫壓成型的優勢，通過溫度改變粘結劑的粘度，從而改善混合粉末的流動性能。有實驗表明，利用溫態流動成型所製備的鎢銅W70Cu藥型罩密度分佈更為均勻，穿深更為穩定。

總的來說，相比於適合於小部件的注射成型，溫態流動成型適合於形狀結構複雜的大部件。其對原料粉末的粒度要求較高，對溫度以及粘結劑的添加量變化十分敏感。溫度過低可能使的混合粉末的流動性能變差，從而使得鎢銅藥型罩無法成型或密度分佈不均勻。溫度過高則可能導致混合粉末與粘結劑出現明顯的兩相分離。而粘結劑添加量過多可能導致熔滲鎢骨架的孔隙度過大，使得緻密度下降且容易發生變形。此外，溫態流動成型工藝結合了注射成型和溫壓成型的優勢，通過溫度的控制達到對粉末流動性的優化，能夠有效地改善鎢銅藥型罩的密度分佈以及顯著提升穿深和破甲能力，是未來鎢銅藥型罩製備工藝的一個理想選擇。