鎢粉加工工藝及企業管理現狀

通過對部分鎢粉加工企業的實地考察和總結分析,比較典型的鎢粉加工工藝流程如圖1 所示 , 生產原材料為仲鎢酸銨 (Ammonium paratungstate,APT),APT經過煆燒生成氧化鎢粉,然後通氫氣在還原爐還原成鎢粉,加入碳黑後在碳化爐進行碳化處理生成碳化鎢粉。圖1中,中間產品氧化鎢粉和鎢粉是後續工藝的原材料,也可以作為產品進行銷售。從鎢粉加工工藝流程和企業管理現狀來分析,其生產計畫與調度存在以下四個難點。
 
1)原料與成品種類較多,生產工藝比較複雜,各工藝階段的設備產能有較大的差異,生產中的不確定性導致各加工計畫之間的矛盾難以消除;同樣加工期間的不確定性也會引起各工藝路線後續工序加工計畫的改變。因此,生產計畫必需考慮對這些生產不確定性的處置。
 
2)產品加工具有多品種、小批量和和多規格等特點,整個企業的生產是一個多工藝路線交叉構成的生產網路,往往在某些關鍵設備(如還原爐、碳化爐)出現多條工藝路線交匯問題,生產瓶頸不能依據單條工藝路線進行處理,使得計畫與調度瓶頸問題的處理更加複雜和困難。
 
3)中間產品既作為後續生產的原材料,又可以作為產品來銷售,如何保證產品的交貨期和交貨數量、同時要求中間庫存最優,對各階段訂單如何設置和組合生產批量,這是一個十分複雜的多目標計畫與調度優化問題,由於問題的目標與約束規模較大,理論問題和實際問題的解決的解決比較困難。
 
4)生產計畫與調度的資訊化管理水準較低:大部分鎢粉加工企業具有先進的鎢冶金生產設備和先進的化驗檢測設備,生產技術達到了國內外先進水準,但在生產計畫與調度方面,由於受管理手段和技術的制約,各類資訊不能及時有效地傳送到製造中心,因此在制定計劃時缺少足夠的資訊支援,往往優先考慮生產的均衡性,而對計畫與調度的優化缺乏研究;對生產過程的掌握也不全面及時,對訂單變更和緊急訂單的處理,線上控制及快速反應能力較弱,一體化計畫與調度的研究和應用亟待加強。
 
以上管理難點的制約成為生產計畫與調度調度必須遵循的硬性條件,必須以計畫為依據,以調度為靈魂,實現一體化管理。
 
鎢粉生產流程
微信:
微博:

稀土對鎢電極電弧靜特性的影響

瞭解鎢電極的臨界起弧電壓可以掌握電極的引弧難易程度,是電極的重要性能之一。但是目前多採用高頻引弧,一般來說只要其引弧性能與釷鎢電極相當就可以引弧成功,因而稀土鎢電極的引弧優勢難以體現。燒損性能是指在特定條件下電極的燒損量,這與實際操作應用情況相差較大,因此只用引弧性能和抗燒損性能來測定電極的焊接性能是不夠的,焊接電弧的I-U曲線也稱為電弧的靜特性曲線能夠較為全面的對電極的焊接性能進行試驗。

在實驗中,將陰極設為水冷黃銅,氬氣流量為6L/min,焊機空載電壓為70V,弧長為3mm,電極伸出導氣嘴的長度為6mm。燃弧後,迅速將回路電流調至40A,分別在電流為40A、60A、80A、100A、120A、140A、160A、180A和200A時,且電弧穩定燃燒時,測得相對應的穩態電壓值,得到靜特性曲線。

從靜特性曲線圖中可以發現,稀土鎢電極和釷鎢電極都有明顯的三個曲線特徵,即下降特性區、平特性區和上升特性區。相較於釷鎢電極,所有的稀土鎢電極都表現出較好的靜特性,其電子發射能力優異,能夠在較低的電壓下達到特定的電弧電流。添加稀土氧化物能夠明顯降低電極表面的逸出功,提高電子的發射率,因此其具有優良的焊接性能,主要表現在穩定的靜特性,優異的引弧和抗燒損性能。添加La2O3、CeO2能夠改善電極在中小電流密度下的焊接性能。添加Y2O3能夠改善電極在大電流密度下的焊接性能。其中添加多種稀土氧化物的稀土鎢電極焊接性能優於單元稀土鎢電極。

鎢電極的電弧靜特性

微信:
微博:

硬質合金髒化外部原因及分析

在硬質合金的生產過程中,有效控制內部孔洞的數量和大小是十分關鍵的一環。由於孔隙過大或者過多都會明顯加速硬質合金產品的斷裂程度及速度,從而使整體的合金強度及韌性有所下降。因此,對於硬質合金髒化的原因進行分析總結,以對硬質合金生產工藝進行改進是至關重要的。通過實驗以及結合實際生產過程分析,硬質合金髒化的原因主要包括外界雜質、金屬雜質、氧化顆粒髒化、成型劑髒化以及生產過程中發生的髒化等等。

由於硬質合金生產工序較長,外界雜質的引入管道也是多方面的,如空氣中的塵埃、人體毛髮等等,從混料、燒結、存放到運輸等一系列過程都有可能引入雜質。而這些外來雜質往往數量最多,燒結後所產生的孔隙也通常難以在後續工序中得到有效去除。為了解決這類問題就要求操作人員嚴格遵守操作規程,最大限度地減少由人為因素所引入的雜質;其次還應盡可能採用全封閉式生產線以及熱等靜壓(HIP)的方法以減少生產車間的灰塵的數量。金屬雜質的引入主要是由硬質合金生產中所使用的設備引起的,如擦篩制粒時所使用的篩網發生破碎;球磨時球磨筒壁被擦削混入金屬粉末;以及一些設備由於腐蝕、老化等原因引入的碎屑都可能引起硬質合金的髒化。大多數的金屬雜質的熔點都低於硬質合金材料,且雜質和硬質合金主體收縮程度不同,因而在燒結過程中會先熔化並滲透到邊緣硬質合金粉末顆粒之中,使得粘結相Co受到破壞;粘結性和潤濕性變壞;邊緣組織收縮不良,從而產生孔洞。因此平時因注意檢查篩網的使用情況,遵守裝載和拆卸時的操作流程,同時還應注意經常檢查設備是否有腐蝕、老化的現象。氧化顆粒的髒化主要是由於粉料在製備和貯運的過程中與空氣發生氧化反應,發生結塊,導致後續工藝難於壓實。降低濕磨介質的含水量和採用真空乾燥工藝能有有效降低粉末發生氧化的幾率。

硬質合金產品

微信:
微博:

 

鎢合金與核輻射防護

鎢合金與核輻射防護隨著我國現代化建設的發展,放射性物質和核輻射技術的應用也得到了迅速發展。核輻射,或通常稱之為放射性,是原子核從一種結構或一種能量狀態轉變為另一種結構或另一種能量狀態過程中所釋放出來的微觀粒子流。目前核輻射放射源已經被廣泛應用於工業、醫療、科研、農業等多個領域,如用於石油管道和機器設備的探傷檢查、物品微生物的殺滅、食品的滅菌和保鮮等。雖然核能的應用和研究為人們國家帶來了巨大的利益,但其伴隨的危害也是不容小覷的。

核輻射對人體具有危害作用,當人體受到核輻射的照射後,會出現噁心、嘔吐、自發性出血、頭昏、失眠、皮膚發紅、潰瘍、出血性腹瀉、皮膚脫落、脫髮、嚴重疲勞、胃腸功能紊亂等症狀,嚴重者神經細胞、消化道細胞、人體免疫系統會受到重大損傷。由於核輻射阻滯了細胞的新陳代謝,使得細胞大量生長,因而還會導致肺癌、白血病、甲狀腺癌、乳腺癌及其它癌症。有時還會增加畸變、遺傳性病變的發生率,從而影響幾代人的健康。一般來說,人體所接受的輻射能量越多,其放射病症狀越嚴重,致癌、致畸的風險也將越大。

鎢合金遮罩件具備較高的輻射遮罩性能,可用於核輻射防護領域。與傳統的遮罩件材料(如鉛)相比,鎢合金遮罩件具備更高的密度,因此在同等重量的情況下,鎢合金遮罩件的體積更小,但其輻射遮罩性能卻沒有絲毫減弱。此外,鉛遮罩件具有毒性,會危害人體健康以及污染環境,而鎢合金遮罩件無毒無害,不存在這個問題。

微信:
微博:

車燈鋁膜用鎢加熱子—鍍鋁方式

汽車燈具的鍍鋁膜的厚度一般為0.4~1.2μm,表面平整,乾淨,且具有較高的光澤度。真空鍍鋁用鎢加熱子用於汽車燈具可分為無底鍍和有底鍍兩種方式。使用者可以根據基材性質的不同而選擇相應的鍍鋁方式。

聚酯類屬於極性高分子,其表面自由能較高,表面濕張力在40dyn/cm以上,與鍍鋁層結合力很好,可作無底鍍。即在基材上直接鍍鋁再鍍保護膜。鍍鋁保護膜具有提高鋁膜的機械強度,阻隔有害氣體或物質對鋁膜的侵蝕等作用,使鍍層具有亮麗的金屬光澤,優異的氣體和光線阻隔性,良好的防潮、耐熱、耐穿刺性能,物品在運輸、貯存和使用過程中不受污染、腐蝕,保持光潔亮澤。由於PC主鏈含有酯基,在一定濕度的常溫環境下基材吸水率較高,從注塑出模的產品在2h內進行鍍鋁最好,存放時間長了,會有基材吸水引起的鍍鋁後出現霧狀的情況。

PE、PP等聚烯烴材料和ABS屬非極性聚合物,其表面自由能小,表面濕張力較低,較粗糙,與鍍鋁層之間的結合力很差。對其預塗底漆後可獲得光滑平整的塗層,具有鏡面效果,可遮蓋基材,防止真空鍍膜時塑膠基材中的揮發性雜質逸出,影響鍍膜品質。因此,這類材料一般採用預塗底漆後鍍鋁的方式來改善鍍層與基材之間的結合力。目前國內較多使用丙烯酸酯底漆,並根據基材類型調整底漆配方,主要為熱固化底漆和紫外光固化底漆,適用性很好。燈具塑膠件大多採用預塗底漆後鍍鋁,再鍍保護膜的方式,保護膜的實質就是二氧化矽。無論採用哪種方式,都應對鍍鋁件進行附著力測試,合格方可使用。

汽車燈具和鎢加熱子

微信:
微博:

車燈鋁膜用鎢加熱子—鍍鋁件基材

汽車燈具主要分為為前燈、霧燈、尾燈和其他裝飾燈。汽車前燈起到夜間行車道路的照明和車輛示寬作用,需要鍍鋁的零件主要是反射鏡及其反射視圈和裝飾視圈。霧燈是在雨、霧、雪等能見度低的天氣狀況下打開,對前後的車輛起警示作用。其鍍鋁零件主要是反射鏡;汽車尾燈包括轉向燈、刹車燈、後霧燈、倒車燈等,起到告誡後面行車信號的作用,鍍鋁零件主要是燈體。

燈具鍍鋁件的基材是以聚碳酸酯、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等為主。燈具中需用耐熱溫度可高達185°C以上的高溫聚碳酸酯材料。汽車尾燈所承受的均溫在80°C以下,沒有前燈高,燈具結構也相對簡單得多,多數尾燈採用燈體鍍鋁。

真空鍍鋁所用的基材的耐熱性能要好,且揮發物質的含量要低。在鍍鋁用鎢加熱子的過程中,基材會受到蒸發源的輻射熱和蒸發物冷凝熱的作用,如果基材的耐熱性能較差,在受熱升溫的時候就會產生熱變形,最後導致鍍膜發生皺紋或者收縮等現象。除此之外,基材內部的小分子揮發物質很容易會揮發,這樣會對鍍鋁層的品質有所影響。所以,基材的揮發物質要含量很低。另一方面,真空鍍鋁基材的含水量一般應低於0.1%,含水量高時鍍鋁膜就會有發霧現象。針對吸濕性大的基材在鍍鋁前應提前進行乾燥處理。

汽車燈具和鎢加熱子

微信:
微博:

鎢合金輻射防護窗

鎢合金輻射防護窗隨著科技的發展,輻射技術被廣泛應用於生物學研究、醫學、工業以及農業等領域。輻射指的是由場源發出的電磁能量中,一部分脫離場源(以電磁波或粒子的形式)向遠處傳播,而後再返回場源的現象。根據輻射能量的高低及其對物質的電離能力,可將輻射分為電離輻射或非電離輻射。其中,輻射一般指的是電離輻射。電離輻射主要有α、β及γ輻射三種。α射線又稱為α粒子束,是高速運動的氦原子核。α粒子由2個質子和2個中子組成;β射線是高速運動的電子流,其電離作用弱,但貫穿能力很強; γ射線又稱γ粒子流,是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的射線,其波長短於0.01埃。γ射線具有很強的穿透力,工業上可用於工業探傷或流水線的自動控制。

輻射雖然為人們的生活帶來很多便利,但其所產生的輻射危害也需要被重視。如γ射線具有極強的穿透力。當人體受到γ射線照射時,γ射線可以進入到人體內部,與人體內部細胞發生電離作用,侵蝕複雜的有機分子(如蛋白質、核酸和酶),從而干擾人體內的正常化學過程,甚至引起細胞死亡。此外,電離輻射還能改變細胞的化學平衡(包括引起癌變)以及損傷體內細胞中的遺傳物質,導致新生一代出現畸形、先天白血病等症狀。所以在醫院放射科、放射性實驗室、放射性藥物儲藏室等場所可設置鎢合金防護窗以避免輻射洩露對人體造成危害。

鎢合金輻射防護窗採用具備高密度的高比重鎢合金製作而成。據專家研究,金屬材料的輻射遮罩性能會隨著其密度的增大而增強,密度越大則意味著輻射遮罩性能越高。與其它傳統材料(如鉛)相比,鎢合金具備更高的密度,因而其製作的輻射防護窗具備更高的輻射遮罩性能,可以避免輻射洩露造成輻射損傷。

微信:
微博:

鎢粉用於鎢靶材的製作

真空濺鍍是由電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氫原子發生碰撞,電離出大量的氫離子和電子,其中,電子飛向基片,氫離子在電場的作用下加速轟擊靶,所述靶是由靶材和支撐靶材的背板組成,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶材原子(或分子)沉積在基片上成膜,而最終達到對基片表面鍍膜的目的。
 
大型積體電路經常使用鎢靶材進行真空濺鍍,尤其需要使用大尺寸的鎢靶材,目前的半導體領域中,大尺寸的鎢靶材的直徑為300mm-450mm,厚度為6mm-15mm。可是隨著半導體行業的發展,大尺寸的鎢靶材的尺寸並不局限於此。由於鎢金屬屬於難熔金屬,行業內採用粉末冶金的方法實現加工鎢靶材,該粉末冶金工藝是通過制取金屬粉末實施成形和燒結,製成材料或製品的加工方法。在具體的粉末冶金過程中,通過將準備好的粉末裝在特質模具中,然後置於真空熱壓爐中熱壓(Hot Pressing, HP)成型。需要根據靶材的尺寸設計相配套的模具和相配套的真空熱壓爐。然而,對於大尺寸的鎢靶材的加工,受到模具尺寸和熱壓爐使用溫度的限制,採用粉末冶金製作大尺寸鎢靶材難以一次成型,需要將鎢粉末先預製成型,即形成一個大尺寸鎢靶材坯料,然後採用軋製工藝將此大尺寸鎢靶材坯料進行延展(軋製工藝是利用軋機來對鎢靶材坯料進行壓延的,通常分為熱軋和冷軋,在再結晶溫度以上進行的軋製稱為熱軋,低於再結晶溫度的軋製稱為冷軋),以達到尺寸要求,即形成尺寸合格的鎢靶材產品。
 
但是鎢金屬在常溫下硬脆,不易在常溫下進行冷軋,另外,當空氣溫度超過400℃時,鎢金屬的氧化速度非常快,因此鎢靶材坯料的熱軋工藝不能在空氣中實施。有鑒於此,有必要提出一種新的鎢靶材的製作方法,尤其是大尺寸的鎢靶材的製作方法,以克服現有技術的缺陷。
 
一種鎢靶材的製作方法,包括:提供鎢靶材坯料;對所述鎢靶材坯料表面進行機械加工;將所述機械加工後的所述鎢靶材坯料放置入真空包套並抽真空;對真空包套內的鎢靶材坯料進行鍛造;對所述鍛造後的真空包套內的鎢靶材坯料進行壓延;完成所述壓延後,進行冷卻並去除真空包套。採用本發明提供的鎢靶材的製作方法,避免使用模具,避免在空氣中對鎢靶材坯料進行加工延展時出現裂縫和表面易氧化的問題,能夠製作出內部組織結構均勻,晶粒大小符合濺射靶材要求的鎢靶材,而且具有易加工、廢品率低的優點,應用上述方法對大尺寸的鎢靶材的製作更加需要。
 
鎢靶材
微信:
微博:

國外高純鎢粉和鎢材製備

隨著工業技術和科學技術的發展,許多行業對鎢粉的純度要求越來越高,如高純鎢或超純鎢(5N或6N)具有對電子遷移的高電阻、高溫穩定性以及能形成穩定的矽化物,在電子工業中以薄膜形式用作柵極、連接和障礙金屬。
 
製備流程
 
日本山口悟等人報導,東芝公司鎢精煉廠橫濱金屬和化合物分廠在1990年前後,為了提高產品品質,試圖降低金屬鎢和鉬中的雜質含量。特別是對用作半導體的配線用材,要求將鎢粉和鉬粉的純度從通常的3N提高到5N以上。該廠採用了用酸分解通常的鎢粉和鉬粉,然後通過離子交換法精製,得到高純度的氧化物。將高純氧化物進氫還原,即可得到超高純度的鎢粉和鉬粉。其生產流程如附圖所示,超高純鎢粉和鉬粉的化學成分與普通鎢粉和鉬粉的比較見表1。
 
文獻著者未對酸分解和離子交換的情況作具體介紹。估計他們在酸分解鎢粉和鉬粉時,採用了雙氧水、HNO3+HF或HF+H2SO4+HNO3之類能溶解鎢粉和鉬粉的酸類,使鎢和鉬以陰離子形態進入溶液中,然後再用陰離子交換樹脂進行淨化。
 
從1988年以來,用作濺射靶材的鎢純度在不斷提高。用物理氣相沉積法(PVD)生產的鎢薄膜和濺射靶材,純度為6N,已用於工業生產。
 
為製備高純和超純鎢,最好選用含U和Th低的仲鎢酸銨作原料。因為在所有的雜質元素中,要求U和Th的含量應特別低。這些天然放射性元素因具有a射線,在記憶回路中可引起“軟誤差”。
 
含U和Th低的仲鎢酸銨,可通過多次再結晶的辦法除去其他雜質,得到超純仲鎢酸銨。後者經煆燒得到WO3,經氫還原得到超高純度的鎢粉。文獻給出了超純W和WSix粉末的分析資料(見表2)。這種W粉可用來生產W、WSix或TiW的濺射靶材。
 
通過壓形、燒結和電子束懸浮區域熔煉,可以進一步將U和Th以外的雜質含量進一步降低。
 
顯然,在高純的生產過程中,廠房內應保持高度清潔,以減少產品中的雜質。
 
W-Mo粉末組分
 
微信:
微博:

 

LED鎢銅散熱基板與其他材料基板的對比

在大多數的LED產品中,通常需要將多個LED組裝在電路基板上。電路基板不僅需要承載LED模組結構,還同時起著散熱的作用。LED散熱基板主要由兩大部分組成,其一系統電路板,另一個則是LED晶粒基板。系統電路板大多採用金屬材料,利用金屬材料自身散熱佳的特性,達到散熱的目的。但是隨著LED亮度以及效能要求的不斷提高,散熱的瓶頸就會出現在LED晶粒基板上。為了突破這一散熱的瓶頸,國內外的研究人員通過尋找和研發高散熱係數的基板材料。目前,常見的幾種LED散熱基板包括硬式印刷電路板、高熱導係數鋁基板、陶瓷基板、軟式印刷電路板、金屬複合材料。

鎢銅散熱基板是目前公認性能最為契合的一類材料。其具有高強度、較低的熱膨脹係數、高的散熱係數等優勢。通過組分的調節還能彌補單一金屬與LED晶片的熱失配不足,在一些大型積體電路、大功率器件中,作為散熱元件得到迅速發展。採用電解拋光技術對鎢銅箔片進行表面修整還能有效提高鎢銅LED散熱基板表面平整性以滿足散熱基板對平整性的嚴苛要求。厚膜陶瓷基板採用網印技術生產,藉由刮刀將材料印製於基板上,經過乾燥、燒結、鐳射等工藝製成。但是隨著LED的尺寸及線路越來越小、精度要求越來越高,該類基板的精確度已無法達到。低溫共燒多層陶瓷基板以陶瓷作為基材,將線路利用網印方式印刷於基板上,再整合多層的陶瓷基板,最後通過低溫燒結而成。其存在的主要問題在於多層陶瓷疊壓燒結後,還需要考慮到收縮比的問題,相對難以控制。另一種薄膜陶瓷基板適用于高功率、小尺寸、高亮度的LED,以及要求對位精確性高的共晶/覆晶封裝制程。

鎢銅散熱基板

微信:
微博:

 

 

微信公众号

 

鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。

金屬鎢製品

金屬鎢製品圖片

高比重鎢合金

高比重鎢合金圖片

硬質合金

硬質合金圖片

鎢粉/碳化鎢粉

鎢粉圖片

鎢銅合金

鎢銅合金圖片

鎢化學品/氧化鎢

氧化鎢圖片