钨铜药型罩温态流动成型工艺

钨铜药型罩是由钨和铜两种熔点相差很大且互不相溶、不形成化合物的伪合金，通过一般的压制-烧结工艺难以制备，所以对于钨铜合金产品来说，目前主要通过粉末冶金的工艺进行制备，包括熔渗法以及活化液相烧结法。其中熔渗法是将钨粉压制成坯块，在一定的温度下预烧制备成具有一定密度和强度的多孔钨骨架，然后将熔点较低的液态铜熔化渗入钨骨架中，以得到致密的钨铜合金。其主要机理是金属液相润湿多孔基体，在毛细管力作用下金属液相铜沿颗粒间孔隙流动填充多孔钨骨架孔隙。

熔渗法根据烧结温度还可细分为高温烧结钨骨架+渗铜以及低温烧结部分混合粉+渗铜。高温烧结钨骨架+渗铜法是将钨粉压成坯块后直接在1800-2200℃下进行烧结并渗铜。由于在高温下钨粉还原充分，其余低熔点的杂质以及难以还原的低价氧化物都能通过蒸发气化和热分解除去，因而所制得的钨铜药型罩相对密度可达99.2%，综合性能优良。但是其存在生产工艺周期较长，控制参数多且复杂，生产成本也较高等缺陷。而低温烧结部分混合粉+渗铜是将混有少量诱导铜粉的钨粉压制成坯块预烧骨架再渗铜。通常诱导铜的含量约为2.5%-3.5%且粒径与钨粉粒径近似，其能有效改善坯料的压制性能并且提高熔渗时铜液的流动性。但是若所加入的诱导铜量过多则会造成熔渗时铜的富集，使整体钨铜药型罩的致密度降低。

药型罩是石油穿孔弹以及穿甲弹的关键部件，其性能的优劣直接影响着穿孔弹和穿甲弹爆炸后的穿深和破甲效果。早期的药型罩是将铜棒、铁棒直接通过车加工呈药型罩的形状或者将铜板、铁板进行冲压成型，这样的工艺方法生产效率较低、尺寸精度较差且在射孔出容易发生堵塞。而随着粉末冶金工艺的发展，粉末烧结罩逐渐取代了板型罩，生产工艺得到了简化、整体的效率得到了提高。但是由于罩壁较薄、烧结时容易变形、表面光洁度较差等问题，需要对工艺进行一定的优化。温态流动成型可以成型具有复杂形状且密度分布均匀的大部件，有利于钨铜材料的应用领域的进一步扩展。其结合了注射成型和温压成型的优势，通过温度改变粘结剂的粘度，从而改善混合粉末的流动性能。有实验表明，利用温态流动成型所制备的钨铜W70Cu药型罩密度分布更为均匀，穿深更为稳定。

总的来说，相比于适合于小部件的注射成型，温态流动成型适合于形状结构复杂的大部件。其对原料粉末的粒度要求较高，对温度以及粘结剂的添加量变化十分敏感。温度过低可能使的混合粉末的流动性能变差，从而使得钨铜药型罩无法成型或密度分布不均匀。温度过高则可能导致混合粉末与粘结剂出现明显的两相分离。而粘结剂添加量过多可能导致熔渗钨骨架的孔隙度过大，使得致密度下降且容易发生变形。此外，温态流动成型工艺结合了注射成型和温压成型的优势，通过温度的控制达到对粉末流动性的优化，能够有效地改善钨铜药型罩的密度分布以及显著提升穿深和破甲能力，是未来钨铜药型罩制备工艺的一个理想选择。

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