高纯钨的制备

由氢还原产出的钨粉70%左右被直接用于生产硬质合金钨钢,30%左右用以加工成钨板、钨丝、钨异型制品等钨制品。为满足不同钨制品生产的要求,首先必须将钨粉致密化成为钨坯并进一步除去部分杂质以提高纯度,在致密化的同时,变可能得到某些形状简单的钨制品如钨坩埚、钨顶头等。

纯钨的制备图片

为达到上述目的,主要方法有:

1.0、粉末冶金法:指钨粉经过成形后,加热到其熔点下的某个温度,通过物质迁移完成致密化的过程,最终可得到钨坯或某些形状简单的钨制品。

2.0、熔炼法:指将钨原料加热到其熔点以上形成液相,去除杂质后再冷却凝固实现致密化的过程,根据所采用的手段不同,具体方法有真空自耗电弧熔炼法、电子束熔炼法和等离子束熔炼法等。

3.0、化学气相沉积:指以钨化合物气体(一般为WF6)为钨源,在一定温度下被H2还原,将生成的钨沉积在特定的基底上,沉积完成后去除基底材料获得致密钨坯(或者制品)的过程。

 由于熔炼法是在比粉末冶金法更高的温度、在真空条件下进行,有利于杂质的挥发,因此钨锭坯能得到进一步净化,杂质含量低于粉末冶金坯,比如O、N、C含量可分别降至(3~5)×10-4%、(6~10)×10-4%和(6~7)×10-4%,而其他金属杂质如Al、Ca、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Na、Ti、Ta、Nb、Mo、Re的含量可降至1×10-4%以下。但熔炼钨锭的晶粒粗大,晶界存在脆性组分,直径大于100mm的钨锭坯容易生成裂纹,且成本高,因此当前熔炼法在致密钨的工业化生产中应用较少,只是在特殊需要时才用。

相对而言粉末冶金法的优点在于产品具有细晶粒结构,工序较少,成本相对较低,且在高温烧结过程中同样有净化提纯作用,因此粉末冶金法制坯已成为当今工业规模的钨坯制作的主要方法,且随着工艺的不断改进,克服了传统粉末冶金法难以生产大件制品的不足,实现了大坯的生产,如Plansee公司生产的世界最大钨坯单重可达1.2t,因而得到了越来越广泛的采用。

 

 

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