钨业新闻

高性能钨基合金复合材料制备技术

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月28日星期一 10:29; 点击数：3846

技术简介：

高性能钨基复合材料是航空航天、能源交通、装备制造等尖端领域的关键材料。

中国拥有世界钨资源43%以上，硬质合金产量虽居世界第一(占世界产量40%)，但其总产值不及瑞典Sandvik的1/2，尤其是高端硬质合金产品不到世界发达国家的10%，长期依赖进口。因此，发展高性能钨基复合材料对提高中国装备制造业水平、促使中国由钨资源大国转变为钨技术强国具有重大意义。该项目历经十年产学研合作攻关，发明了一种细晶超塑性W-Cu材料及其制备技术，解决了长期以来钨铜脆性、射流发散难题；

开发了高强韧超细硬质合金制备技术，以纳米碳化钽和碳化铌为晶粒长大抑制剂，突破碳平衡和晶粒组织控制的关键技术，形成了9种超细硬质合令牌号，晶粒度为0.3-0.5pm，硬度HV1400-2050，抗弯强度为3500-5000MPa，达到国外先进水平：开发了超细硬质合金双螺旋孔棒材和微钻挤压成形技术，改变中国高端钨制品长期依赖进口局面；

发明了钨铜硬质合金异形件的注射成形一步脱脂强化烧结近净成形技术，材料利用率提高到90%以上；发明了高性能超细钨及复合粉技术，解决了高性能钨制品对原料的关键要求。该项目获国家发明专利21项，发表论文45篇，出版专著一部。

成果应用于株洲硬质合金集团有限公司、江西华茂钨材有限公司，形成高性能硬质合金材料粉末1300吨/年、超细硬质合金棒材600吨/年和高性能的生产线，为国家航空航天、能源交通、装备制造提供超细硬质合金771吨、高强度钨粉600吨，近三年直接经济效益3.16亿元以上。

相关技术已辐射到中国有色矿业集团有限公司旗下中色(宁夏)东方集团有限公司，有力地推动了中国稀有难熔金属加工与应用的技术进步。

钨产品生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
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钨铼合金丝

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月28日星期一 10:17; 点击数：5729

技术简介：

1、任务来源：自选项目。

上世纪50年代后期以来，钨铼合金在许多领域得到了成功的应用，例如高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等。与其他铼含量的钨铼丝相比，掺杂W-3Re合金丝性能独特，强度高，塑性好，掺杂W-3Re具有最高的再结晶温度，2500℃，加之熔点为3360℃，在高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等领域用途广泛，是不可多得、难以替代高温材料之一。但时至今日，我国很多领域用到的W-3Re合金丝仍然依赖进口，如显像管电子枪、气相色谱仪热导检测器、电真空行业的电子管、电子封装测试用探针卡用钨铼丝等。

W-3Re合金丝没有批量国产化的主要原因有：

一，钨铼丝在加工过程中，加工硬化快，必须及时的进行退火处理，加工难度大；

二、我国钨丝行业的加工手段不够丰富，投入研发资金不多，限制了研发速度。

作为中国钨丝业界的龙头企业，厦门虹鹭由公司博士后工作站和国家钨材料工程技术研究中心提出钨铼丝研发项目课题，研究开发高性能的钨铼合金丝，以满足国内广大用户的需求，降低经营风险，丰富公司钨丝产品种类。

2、应用领域和技术原理：

应用领域：本项目产品W-3Re钨铼合金丝主要用于电子枪、TCD热丝、封装测试探针卡等，由于合金中铼元素分布的均匀性和加工难度高，产品大多依赖进口，本项目通过改进工艺水平和装备水平，成功制备出钨铼合金丝，并实现批量生产，满足国内下游厂家的使用要求，替代进口钨铼丝。

技术原理：钨铼可以制备各种成分的合金，钨铼合金与纯钨相比，合金中添加的铼元素在形变过程中，有利于挛晶的形成，减少了形变过程中堆垛层错能，降低了位错移动的晶界阻抗（佩尔斯－纳巴罗应力），从而导致位错迁移率增加，是合金表现为高塑性。钨铼合金不均塑性好，而且强度、硬度高，这通常称之为“铼效应”。

由于铼效应，钨铼合金具有一系列的优良性能，高熔点、高硬度、高强度、高塑性、高电阻率、高的热电势值、高的再结晶温度、低的蒸气压、低的电子逸出功和低的韧脆转变温度等。钨铼合金是高温技术中优良的结构材料，在电子技术、热力控制、现代核子技术和宇宙航行技术、测温领域、仪器仪表、电器和其他尖端技术领域都得到了广泛应用。

3、性能指标：

生产满足电子枪、行波管、TCD热丝、封装测试探针卡客户群使用要求的W-3Re钨铼合金丝：

1）钨铼丝中铼的分布均匀，铼含量波动范围控制在30.15﹪；

2）坯条单重3Kg；

3）到直径0.39mm，钨铼合金丝成品率不低于75﹪；

4）钨铼合金丝细丝的丝径均匀。

4、与国内外同类技术比较：

与国外知名公司性能参数比较，虹鹭公司研发制备的钨铼丝各项性能参数达到了国际领先水平，

性能参数比较：

性能参数：

Re元素分布均匀性：(虹鹭公司)均匀；(国内公司)均匀；(国外公司)均匀。

丝材中Re含量：(虹鹭公司)3﹪，0.15；(国内公司) 3﹪，0.15；(国外公司)3﹪，0.15。

电阻率（室温，cm）：(虹鹭公司)10，10～6；(国内公司)＞6.5，10～6；(国外公司)10，10～6。b（49mg/200mm）

MPa：(虹鹭公司)＞2420；(国内公司)＞2265；(国外公司)＞2570。

延伸率：(虹鹭公司)＞4﹪；(国内公司)＞1.6；(国外公司) ＞3﹪。

坯条单根重(kg)：(虹鹭公司)3；(国内公司) 0.64；(国外公司)1.5。

拉拔态合金钨丝的晶粒结构为细长密排的纤维晶，再结晶晶粒结构为燕尾状搭接的晶粒结构，晶粒长宽比大于12。技术成果推广后，产品得到国内外下游厂家用户的认可，替代进口，产品综合性能指标达到同类产品的国际先进水平。

5、成果的创造性、先进性：高性能钨铼合金的生产必须首先解决合金中Re元素的均质分布，这是是钨铼合金丝生产制备的核心技术；旋锻开坯、退火和拉丝过程中的工艺参数和工艺的选择是钨铼合金丝热形变加工的关键技术。

本项目的创新之处在于：

1）引入应用于医疗食品行业混料用的卧式掺杂锅，采用两次固液掺杂工艺，在保证Re元素加入量与均质分布的同时，保证合金中K、Al、Si元素含量在一定范围内。

2）钨铼合金中Re具有现在的固溶强化效果，合金加工硬化速度快，采用小压缩比，相应退火点选择，成功引入3.7mm钨杆氢气保护高频退火工艺和细丝的通电氢气保护退火解决了退火过程中氧化作用导致的Re烧损和钨丝燃烧现象的发生。二次固液掺杂工艺，一次固液掺杂－酸洗工艺，保证合金中K、Al和Si元素的含量在合金要求的范围内；引入医疗食品用卧式掺杂锅作为掺杂，30kg酸洗钨粉和适量铼酸铵溶液经搅拌至干燥，通过此工艺组合，保证了铼酸铵晶体包裹在每一个钨粉颗粒表面均匀沉淀析出，使得材料在氢还原过程中即发生预合金化，为铼均质分布的钨铼合金丝提供前期的成分保证。钨铼合金中Re具有现在的固溶强化效果，合金加工硬化速度快，采用小压缩比，相应退火点选择，成功引入3.7mm钨杆氢气保护感应退火工艺和细丝的通电氢气保护退火解决了退火过程中氧化作用导致的Re烧损和钨丝燃烧现象的发生，确定了从17mm～2mg/200mm的整条钨丝热形变加工工艺，小压缩比和7道次退火工艺组合，加工到直径0.39mm钨丝单根重量不小于2.8kg，达到了国际领先水平。

6、作用意义（直接经济效益和社会效益）：

1）直接经济效益：2008年，生产钨铼丝1000万米以上，粗丝总成品率高于75﹪；销售收入200万元，利润50万元；2009年，实现产业化。

2）社会意义：W-3Re钨铼合金丝主要用于电子枪、TCD热丝、封装测试探针卡等，由于合金中铼元素分布的均匀性和加工难度高，产品大多依赖进口，本项目通过改进工艺水平和装备水平，成功制备出钨铼合金丝，并实现批量生产，满足国内下游厂家的使用要求，替代进口钨铼丝，填补了国内空白，丰富了高端钨产品的品种，促进我国向钨深加工强国发展。

7、推广应用的范围条件和前景及存在的问题和改进意见：W-3Re钨铼合金丝主要用于电子枪、TCD热丝、封装测试探针卡等，由于合金中铼元素分布的均匀性和加工难度高，产品大多依赖进口，本项目通过改进工艺水平和装备水平，成功制备出钨铼合金丝，并实现批量生产，满足国内下游厂家的使用要求，替代进口钨铼丝，主要应用于电子技术、高温合金技术和航空航天技术等方面：　　

电子管材料常常受到温度变化的影响和强烈的振动，电子管灯丝采用的钨铼合金丝，成分范围较宽。要求高温抗下垂性能优异的灯丝，一般采用掺杂W-3Re钨铼合金丝，要求低温延展性好的灯丝，一般采用W-20Re和W-25Re钨铼合金丝。人造卫星电子管要求长寿命、高可靠、抗振动，发射卫星时，电子管一般要承受5-8G的重力加速度，灯丝材料需要W-3Re钨铼合金丝作为灯丝才能满足使用要求。

医用治疗机和工业探伤机的加速电子枪的加热灯丝必须使用钨铼合金丝，在保证性能要求的同时，满足了长寿命要求。高压整流管的折叠式灯丝选用钨铼合金丝制作，不脆、劈断裂，整流管电参数一致性好。钨铼合金还应用于X－射线管阳极靶靶面，辐射效果好、抗电子冲击性能好，焦径损失小、焦点小、减小阳极角，是优良的旋转阳极材料。钨铼合金靶既具有钨靶的高的穿透能力，又具有钼靶单色性好的特点，在实际应用中，使用低电压时，适用于不同厚度的软组织、非金属和轻金属的软X射线照片，具有良好的效果；使用高电压时，具有与钨靶相同的效果，作为靶材具有多用途。电器开关常用许多触点材料，入汽车喇叭触点和点火触点、电压调节器触点、电话机触点等。

在工作时，各对触点相互摩擦和电火花腐蚀以及高频次接触等特点，触点材料应满足下如下要求，如材料的接触电阻小、电弧的伏安特性小和侵蚀率小等，钨铼合金用于触点材料是近年来开发的新产品，其性能可以与铂、铑等贵金属触点材料相媲美。总之，钨铼合金材料广泛应用于电阻技术、热力控制、现代核子技术、宇宙航行技术、高温技术、仪器仪表、电真空、电接触和耐磨材料等领域。

项目的完成实现了W-3Re钨铼合金丝的批量生产，但仅此一种型号的钨铼丝无法进入高温测温热电偶行业，在下一阶段，在W-3Re钨铼合金丝制备技术的基础上，通过设备改进和工艺探索，累积成功的经验和数据，将为其他种类的钨合金的后期研发奠定坚实技术，实现W-20Re和W-26Re钨铼合金丝的批量生产，有步骤地扩展公司钨铼合金产品的种类和产品质量，依靠技术储备来提高公司竞争力和利润。

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以低品位白钨矿为原料制取高纯仲钨酸铵

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月28日星期一 10:08; 点击数：3714

技术简介：

我国低品位钨矿储量丰富，共伴生钨矿资源占钨矿资源总量的20﹪以上，其中大部分共伴生钨矿尚未得到合理利用。由于选矿难度大，选矿回收率低，白钨矿回收尾矿品位偏高，这些资源利用的最大问题是无法生产成钨精矿。以我国目前的选矿技术，即使是国有大矿山的优质钨矿资源，精矿选矿回收率只有60﹪左右。这些低品位钨矿、尾矿经过选矿后，钨含量大多数只能达到30﹪左右。如果钨品位要再提高，选矿回收率将急剧下降，既浪费资源又损失效益。从钨细泥或尾矿中回收的钨矿石品位和回收率还会更低。

由于优质钨资源消耗殆尽，白钨复杂矿、低品位难选中矿在钨矿物原料中所占的比重越来越大，矿石中的杂质行为在制取高纯 APT的冶炼过程中的影响越来越明显，这对钨矿物原料使用技术提出了更高的要求。目前，国内工业上对低品位钨矿(WO<,3>含量 20～30﹪)的处理方法多采用与处理精矿相同的分解工艺，不能深度提取钨矿中的钨，更无法回收其它有价金属。因此探索一种简捷可行的以低品位复杂钨矿为原料制取高纯APT的工艺，非常迫切。

本项目开发和改进钨矿物分解和杂质抑制工艺技术及配套设备、余碱回收利用技术、钨钼分离及钼回收技术、膜处理及转型除杂技术，进一步提升钨湿法冶炼技术水平，完成传统处理钨精矿生产高纯APT工艺流程向处理低品位复杂矿生产高纯APT工艺流程的转变。

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高品质钨钼坯锭的研制

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月28日星期一 09:49; 点击数：3394

技术简介：

本项目从化学成分、坯料的粉末方式及烧结工艺的控制入手，通过对钨钼坯料化学成分的控制，降低原料粉末中对钼坯有害的杂质含量；通过对粉末的粒度、松比及粒度组成等物理性能及烧结工艺的研究，研制出高密度，晶粒细小均匀的钨钼坯锭；研究了钨钼坯锭尺寸规范性对其后序加工的影响。所研制的钨钼坯锭经深加工后产品质量明显改善。

成果的创造性、先进性：本项目的研制成功，提高了我国在世界钨钼研究领域的地位，主要的创新为：

1.通过特殊的粒度配比，发现具有双峰分布的钨钼粉末可制备性能最优的钨钼坯锭。

2.多阶段保温的工艺，保证坯锭密度、组织均匀性，提升坯锭深加工材成品率。国钨的深度加工仍需加速发展，目前钨制品所占比例偏小，只占全国钨消耗量15～16%，占钨总出口量的13.9%（包括硬质合金），高技术、高附加值产品及钨的应用产品比重就更小了。这说明我国钨的深度加工环节还薄弱，还有很大发展余地。发展高品质钨钼坯锭的制备技术，提高钨钼深加工材及制品的质量对于促进我国钨钼行业发展具有特殊意义。

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卤钨灯用钨丝制备方法

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月25日星期五 15:53; 点击数：4485

技术简介：

本发明提供一种成品率高，高温性能及抗变形性能好的卤钨灯用钨丝制备方法，这种钨丝的再结晶组织能形成良好的燕尾搭接结构，长宽比大于12，在高温燃点状态下高温强度高，高温抗下垂性能及抗变形性能好；在非燃点即常温状态下的常温强度也高、延性好，延长了卤钨灯的使用寿命；提高了卤钨灯用钨丝的高温抗下垂性能和改善了制灯过程中的绕制性能。以细化和均匀弥散钨丝钾泡为关键技术，将A3型仲钨酸铵作为原料，钨粉配制方案新增C型钨粉和有别于现行钨粉制备工艺，依钾泡的高度弥散和均匀化来设计垂熔烧结、钨棒中高温退火，采用刚玉管炉进行钨棒的第一次再结晶退火等创新生产工艺。

偏钨酸铵粉末的生产方法

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月25日星期五 14:48; 点击数：3431

技术简介：

该发明属于一种生产偏钨酸铵粉末的方法。包括以偏钨酸铵溶液为原料，经蒸发结晶，远红外低温加热脱游离水及高温加热干燥处理，即得WO3含量达91.0~92.5wt%，粒度为15~20μm的偏钨酸铵粉末。该发明由于采用蒸发结晶将磷、硅等杂质通过母液除去，再经两次远红外加热分别脱除游离水和干燥处理，而具有温度调节方便、准确，水分子从物料内向外驱出，脱水、干燥均匀、不结块，所得产品纯度高、质量好、粉末细且均匀，热效率及生产率高，较背景技术节能40%左右，生产成本及操作人员劳动强度低等特点。克服了背景技术或含杂量高、纯度及利用价值低；或能耗高，物料损失大，金属钨收率及主含量低，操作人员劳动强度大等弊病。

主要生产方法包括：A.蒸发结晶：将按常规方法生产的偏钨酸铵溶液送入蒸发结晶槽内间接加热，在沸腾温度下蒸发结晶，蒸发过程中加硝酸将料液的PH值控制在2.0~5.5之间，当料液密度达到2.5g/cm3或结晶率达到80%时，停止加热，冷却后过滤得含游离水的偏钨酸铵晶体物料; B. 脱游离水：将由A工序所得物料送入远红外钢带加热炉内，在50~70℃温度范围内由低至高、逐渐升温，脱水处理40~80分钟至物料中游离水含水率为3~5wt%止; C. 干燥、包装：将经B工序脱水处理后的物料再送入远红外钢带加热炉内，在100~170℃温度范围内由低至高、逐渐升温，干燥处理50~90分钟，冷却后过筛、包装即成。

球状偏钨酸铵微粒的制备方法技术

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月25日星期五 14:23; 点击数：1962

技术简介：

该发明涉及一种球状偏钨酸铵微粒的制备方法。首先将偏钨酸铵配制成2.5～50wt％的水溶液，加入表面活性剂，并超声振荡20～50min，再导入喷雾干燥器中，然后控制热空气喷嘴的入口温度100～250℃，尾气出口处温度60～130℃进行喷雾干燥，即得所述的球状偏钨酸铵微粒。该发明充分利用超声波技术和喷雾干燥技术的优点，将两者有机的结合起来，同时喷雾干燥制备工艺关联偏钨酸铵微球的结构和形貌，并实现对微球结构和粒度的控制，并充分利用了表面活性剂的优点，显著降低溶液中微粒的表面张力，防止粒子团聚和限制粒子的生长，达到减小偏钨酸铵微球粒度的目的。

形变钨铜电极材料制造技术

详细资料: 分类：钨专利技术; 发布于 2013年1月25日星期五 10:24; 点击数：3434

技术简介：

　　钨铜做为电极和电触头材料，被广泛应用在高压真空开关，断路器，等离子焊接电极，导弹引信等。近十几年国际上在电火花机床打孔电极中普遍采用钨铜电极，在显示器等离喷涂电极上也普遍采用，在电子封装中特别是大规模积层电路基极板用钨铜电极板越来越多。市场需求量国际上每年以25%速度增长。

　　我国是钨资源大国，储量世界第一，目前我国钨铜产业仅能生产低端产品，产业规模均很小，技术落后，产品质量差，成本高。我国需求的中高档钨铜制品主要依赖进口，价格昂贵，是我国钨铜产品价格的8～10倍，特别是导弹引信钨铜进口价格在4.2万元人民币/公斤，因此钨铜材料称钨金。因此开展高档钨铜材料产业化具有广泛的市场前景和丰厚的利润。

　　项目产业技术特点及优势

　　目前国内生产钨铜电极材料主要采取传统的落后技术，钨烧结然后熔渗铜或粉末冶金的烧结溶渗工艺，因此仅能生产低档产品。

国际上高端钨铜电极材料是采取冷等静压和热等静压生产，所以价格昂贵。本项目发明的新的工艺方法生产效率高，成本低，生产高端钨铜电极材料，主要性能指标均超过国际上最好水平，有很强的技术竞争优势。

　　同行业技术状况

　　本项发明技术是经二十几年基础研究基础发明的，采用W与Cu粉末经大变形挤压致密，获得近致密体W-Cu电极材料。制造的钨铜电极材料技术成熟，生产效率高成本低，性能达到国际上高档产品最好水平，其相同品牌的钨铜材料导电率达到40以上，远高于德国DoDuCo公司，奥地利PLANSEE公司，美国的PoLESE公司。

　　钨与铜是两相不互溶材料，不可能熔炼成合金，因此钨铜电极材料均采用钨粉和铜粉末混合，烧结熔渗或冷热等静压制备，国内外没有采用挤压致密化方法生产钨铜复合材料，本项发明成功实现将钨粉与铜粉热挤压成致密体材料，因此各项性能指标优良，达到世界上钨铜材料最好的性能指标。

　　市场与经济效益预测

由于钨与铜难于复合成致密体材料，因此高档钨铜材料价格昂贵，因此钨铜别名称“钨金”。应用领域越来越广，目前市场需求量需求最大的主要有电火花机床用加工电极，电子封装材料，等离子喷涂电极及喷咀，高压大电流触头材料，导弹引信材料，激光器阴极等电极材料。

国际市场需求情况：2005年日本消耗了约100吨钨铜材料，美国每年需求约200吨，欧洲市场每年需求150吨。一般用电火花机床加工电极国际市场价格为1200～1400美元/公斤。导弹引信材料进口价格4.2万元人民币/公斤。

国内市场价格主要是钨铜低档触头材料产品市场价格800～1000元人民币/公斤按国际市场需求钨铜高端产品市场份额5.4亿美元，约合人民币40多亿元。我国仅电火花极床用电极材料如果部分采用钨铜电极材料初步市场调查需求360吨/年，如果本项目生产钨铜电极材料，国内市场能够承受的价格，按1200元/公斤。每吨120万元/吨，仅此一项国内市场份额约4.3亿元。目前国内外市场需求每年约按25%速度增长，钨铜材料应用领域特别是电子封装需求不断扩大，可见市场前景良好。

　　市场价格与本项目技术优势

若按国际市场价格1200～1400美元/公斤，仅生产高端产品出口，本项目成本500元人民币/公斤，本项目的利润空间之大，效益之高是显而易见的。