针对现行钨冶金工艺中存在的问题，在已有技术的基础上，开发了一种由钨矿物原料制取钨粉的新工艺，该工艺删去了现行工艺中的离子交换（或镁盐净化-萃取）过程，具有流程短，环境友好，全流程基本上封闭的特点。流程如下：

这是通过这个流程得到的钨粉的电镜照片

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中国、奥地利、加拿大、玻利维亚、俄罗斯和葡萄牙等是世界上主要的钨矿生产国。值得注意的是，近几年来，非洲的卢旺达、乌干达等国先后发现钨矿资源并开发生产，其产量有逐渐增大的趋势。据《世界金属统计》报道，2010年，世界钨精矿产能约为10.5万吨（金属量，折合65％WO₃钨精矿20.4万吨），其中中国产能约为7.5万吨（金属量，折合65％WO₃钨精矿14.5万吨）；产量5.9万吨（金属量，折合65％WO₃钨精矿11.5万吨），其中中国5.1万吨（金属量，折合65％WO₃钨精矿9.95万吨）见下图



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钨冶金二次资源的成分是多种多样的，取决于它在报废以前所应用的领域和具体用途以及对二次资源的大致成分如下图。

图中废旧合金钢及废旧金属钨制品的回收处理方法主要是回炉熔铸，重新制备合金钢，因此钨冶金中很少回收处理此类物料。当前钨冶金中回收处理的主要是废旧硬质合金、废钨基合金和废催化剂。



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钨冶炼的矿物原料主要为钨矿经选矿后的得到的选矿产品，主要有黑钨精矿、白钨精矿、难选黑白钨混合中矿等。根据中国有色金属工业行业标准（YS/T231—2007），各种钨精矿及混合矿的成分如下图所示。



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板牙

板牙是加工与修整外螺纹的标准刀具。板牙的基本结构是一个螺母，轴向开出容屑孔以形成切削齿前面。因结构简单，制造使用方便，故板牙在中小批生产中应用很广。

加工普通外螺纹常用圆板牙，圆板牙结构如图所示。圆板牙左右两个端面上都磨出切削锥角2φ，齿顶经铲磨形成后角。

套丝时先将圆板牙放在板牙套中，用紧定螺丝固紧。然后套在工件外圆上，在旋转板牙（或旋转工件）的同时应在板牙的轴线方向施以压力。因为套螺纹时的导向是靠套出的螺纹齿侧面，所以开始套螺纹时需保持板牙端面与螺纹中心线垂直。

圆板牙的中间部分是校准部分，一端切削刃磨损后可换另一端使用。都磨损后，可重磨容屑槽前面或废弃。

当加工出螺纹的直径偏大时，可用片状砂轮在60°缺口处割开，调节板牙架上紧定螺钉，使孔径收缩。调整直径时，可用标准样规或通过试切的方法来控制。

板牙的螺纹廓形在内表面，很难磨制。校准部分的后角不但为零，而且热处理后的变形等缺陷也难以消除。因此板牙只能加工精度要求不高的螺纹。

板牙外形除圆形外，还有四方、六方形，这种板牙适合用四方或六方扳手带动，一般在狭窄加工现场作修理工作用。此外板牙还有管形或拚块结构，这种板牙分别适用于转塔车床、自动车床及钳工修理工作。

螺纹铣刀

螺纹铣刀有盘形螺纹铣刀、梳形螺纹铣刀与铣刀盘三类，多用于铣削精度不高或对螺纹粗加工，但都有较高的生产率。

盘形螺纹铣刀用于粗切蜗杆或梯形螺纹，工作情况如图a所示。铣刀与工件轴线交错ψ角（ψ角等于工件的螺纹升角）。由于是铣螺旋槽，为减少铣槽的干涉，直径宜选得较小，齿数选择较多，以保持铣削的平稳。为改善切削条件，刀齿两侧可磨成交错的，以增大容屑空间，但需有一个完整的齿形，以供检验。

梳形螺纹铣刀由若干个环形齿纹构成，宽度大于工件的长度，一般作成铲齿结构，用于专用的铣床上加工较短的三角形螺纹。其工作情况如图b所示。工件转一周，铣刀相对工件轴线移动一个导程，即可全部铣出螺纹。

铣刀盘是指用钨钢刀头的高速铣削螺纹刀具。常见的有内、外旋风铣削刀盘。刀盘轴线相对工件轴线倾斜一个螺旋升角，刀盘高速旋转形成主运动。工件每转一周，旋风头沿工件轴线移动一个导程为进给运动。螺纹表面是切削刃运动的轨迹与工件相对螺旋运动包络形成的。

铣刀盘的生产效率较高，但也只适用于粗加工或铣削精度要求不高的螺纹。

板牙头

螺纹板牙头是一种组合式螺纹刀具，通常是开合式。外形如图所示。使用时可通过手动或自动操纵梳刀的径向开合。因此可在高速切削螺纹时达到快速退刀，生产效率很高。梳刀可多次重磨。使用寿命较长。

螺纹梳刀板牙头有多种型号规格，每种型号加工某一尺寸范围，螺纹尺寸可在此范围内调节。板牙头结构复杂，成本较高。通常在转塔、自动和组合机床上使用。

螺纹滚压工具

滚压螺纹属于无屑加工，适合于滚压塑，陛材料。由于效率高、精度好，螺纹力学性能好，工具寿命长，因此这种工艺已广泛用于制造螺纹标准件、丝锥、螺纹量规等。常用的滚压工具是滚丝轮与搓丝板。

1．滚丝轮

图a所示为滚丝轮的工作情况。两个滚丝轮螺纹旋向与工件螺纹旋向相反，以同一方向旋转。滚丝时动轮逐渐向静轮靠拢，工件表面就被挤压形成螺纹。两轮中心距到达预定尺寸后，停止进给，继续滚转儿圈以修正螺纹廓形，然后退出，取下工件。

2．搓丝板

图b所示为搓丝板。它们由动板、静板组成，是成对使用的。工件进入两块板之间，立即被夹住，随着搓丝板的运动迫使其转动，最终滚压出螺纹。

搓丝板受行程的限制，只能加工直径24mm以下的螺纹。由于压力较大，螺纹易变形，所以工件圆度误差较大，更不宜加工薄壁工件。

3．自动开合螺纹板牙头

板牙头是一种高精度、高效率的工具，适合在卧式车床、转塔车床、自动车床上使用。

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钨钢挤压丝锥不开容屑槽，也无切削刃。它是利用塑性变形的原理加工螺纹的，可用于加工中小尺寸的内螺纹。它的主要优点是：

1)挤压后的螺纹表面组织紧密，耐磨性提高。攻螺纹后扩张量极小，螺纹表面被挤光，提高了螺纹的精度。

2)可高速攻螺纹，无排屑问题，生产率高。

3)丝锥强度高，不易折断，寿命长。

钨钢挤压丝锥主要适用于加工高精度、高强度的塑性材料，适合专用机床或自动生产线上使用。

图为钨钢挤压丝锥的结构。切削部分的大径、中径、小径均作出正锥角，攻螺纹时先是齿尖挤入，逐渐扩大到全部齿，最后挤压出螺纹齿形。钨钢挤压丝锥的端截面呈多棱形，以颊少接触面，降低扭矩。

钨钢挤压丝锥的直径应比普通丝锥增加一个弹性恢复量，常取0.01p。钨钢挤压丝锥的直径、螺距等参数制造精度要求较高。

选用钨钢挤压丝锥时，预钻孔直径可取螺纹底径加上一个修正量。修正量的数值与工件材料有关，需通过工艺试验决定。

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钨钢拉削丝锥可以加工梯形、方形、三角形单头或多头内螺纹。在普通车床上一次拉削成形，效率很高，操作简单，质量稳定。

钨钢拉削丝锥的工作情况如图所示。先将工件套入丝锥的前导部，再将工件夹紧，用插销把拉刀与刀架联结，防止拉刀转动。拉削右旋螺纹时工件由车床主轴带动反向旋转，拉刀同时沿螺纹导程向尾架方向移动。丝锥拉出工件后，螺孔就加工完毕。

钨钢拉削丝锥实质上是一把螺旋拉刀。它的结构设计与几何参数选择是综合了丝锥、铲齿成形铣刀、拉刀三种刀具的设计方法。其中螺纹部分的参数、切削锥角、校准部分的齿形等都属于梯形丝锥参数。后角、铲削量、前角及齿形角修正都按铲齿成形铣刀设计方法计算。头、颈和引导部分的设计均类似拉刀。

钨钢拉削丝锥一般齿升量是0.01~0.02mm，前角γp=10°~20°，后角αp=4°~5°。当选定槽数Z后，即可计算出锥角2φ、切削部分长度ι1、铲削量K等切削参数。校准部分长度为(4-5)倍螺距。为提高精度，丝锥中径做出微量正锥度（约0.5mm），切削锥部分的切削图形如图所示。每个刀齿侧刃均有微小的切削余量，以保证齿形精度与齿側面的表面粗糙度。这是拉削丝锥设计的重要特点之一。

钨钢丝锥是加工圆柱形和圆锥形内螺纹的标准刀具之一，其结构简单，使用方便，故应用极为广泛。钨钢丝锥的本质是一个螺钉，在纵向开有沟槽以形成切削刃和容屑槽。

钨钢丝锥的结构

钨钢丝锥的基本结构是一个轴向开槽的外螺纹。在钨钢丝锥的切削部分上铲磨出锥角2Ф，以使切削负荷分配到几个刀齿上。校正部分有完整的齿形，以控制螺纹参数并引导丝锥沿轴向运动。柄部方尾供与机床联接，或通过扳手传递扭矩。丝锥轴向开槽以容纳切屑，同时形成前角。切削锥的顶刃与齿形侧刃经铲磨形成后角。丝锥的中心部有锥心，用以保持丝锥的强度。

攻螺纹的切削运动是钨钢丝锥的旋转与轴向移动组合成的螺旋运动。当切出一段螺纹后，钨钢丝锥齿侧就能与螺纹螺旋面咬合，自动引导攻入。钨钢丝锥的切削部分可理解为一把螺旋拉刀。切削顶刃按螺旋面展开，其半径递增形成齿升量ɑf。校正部分齿形无齿升量，相当于拉刀的校正齿。

钨钢丝锥的几何参数

钨钢丝锥的参数包括螺纹参数与切削参数两部分。螺纹参数有大径d、中径d2、小径d1、螺距p及牙形角α等，由被加工的螺纹的规格来确定。切削参、数有锥角2φ、前角γp，、后角ap、槽数Z等，由被加工的螺纹的精度、尺寸来选择。

由图知，锥角2φ、切削部分长度l1、原始三角形高度H之间的关系为：tanφ=H/l1，刀齿径向齿升量：ɑf=(Ptanφ)/Z。两式表明，在螺距、槽数不变的情况下，切削锥角愈大，齿升量与切削厚度也愈大，而切削部分长度就愈小。这就使攻螺纹时导向性变差，加工表面粗糙度增大。如果切削锥角磨得过小，则齿升量与切削厚度就减小，使切削变形增大，扭矩增大，切削部分长度增长，使攻螺纹时间延长。

为解决以上的矛盾，钨钢丝锥标准中推荐手用成套丝锥是2-3支为一组，成套钨钢丝锥的锥半角φ值如下：
头锥：锥半角φ较小，约4°30‘，切削部分长度为8牙；
二锥：锥半角φ约8°30’，切削部分长度为4牙；
精锥：锥半角φ约17°，切削部分长度为2牙。

一般材料攻通孔螺纹时，往往直接使用二锥攻螺纹。在加工较硬材料或尺寸较大的螺时，就用2-3支成组钨钢丝锥，依次分担切削工作量，以减轻钨钢丝锥的单齿负荷。攻不通孔螺，最后必需采用精锥。

钨钢丝锥的结构类型与应用特点

钨钢丝锥按加工螺纹的形状、切削方式及本身的结构可分为许多类型。表中列举了几种钨钢丝锥的名称、特点和应用范围。

钨钢螺纹刀具是指加工内外螺纹的工具。它可以分为车刀类、铣刀类、拉刀类以及螺纹滚压工具类。其中有代表性的也是应用较广的是丝锥。

在各种传动机构、紧固零件和测量工具等很多方面，都广泛应用螺纹。由于它的用途不同，其形状、精度、光洁度也各有要求。根据螺纹的形状、光洁度、精度和生产批量的不同，其加工方法及所采用的刀具也各不相同。

按加工螺纹的方法不同，钨钢螺纹刀具可分为以下几类：

（1）螺纹车刀：它的结构简单，通用性好，可用来加工各种尺寸、形状和精度的内、外螺纹。螺纹车刀生产率低，加工质量主要决定于工人技术水平、机床精度和刀具本身的制造精度，适用于单件和小批生产。

（2）螺纹梳刀：它是螺纹车刀的组合，用这种刀具加工多头螺纹时，一次走刀便能成形，生产率高，但制造较为困难。

（3）丝锥和板牙：主要用于加工直径1~52mm的圆柱形及圆锥形内、外螺纹，可以手工操作或在机床上使用。丝锥用于加工内螺纹，板牙只能用来加工低精度的外螺纹。

（4）螺纹切头：加工质量较高，精度达2~3级，光洁度达▽5~▽6，生产率高，刀具寿命长，但结构复杂，成本高，一般用于成批及大量生产。圆梳刀与径向平梳刀的外螺纹切头用于加工外螺纹，径向平梳刀内螺纹切头用于加工内螺纹。

（5）螺纹铣刀：用于加工圆柱形及圆锥形内、外螺纹，生产率高，特别适合于加工直径较大的螺纹。

（6）高速铣削螺纹刀盘：使用装于特殊旋转刀盘上的钨钢螺纹刀头进行内、外螺纹的高速铣削，生产率很高，加工精度大2~3级，光洁度达▽4~▽7。

（7）螺纹砂轮：用砂轮磨削螺纹，精度达1~2级，光洁度达▽7~▽9，一般用于热处理后螺纹的精加工。

（8）螺纹滚压工具：这是利用金属塑性变形的方法来加工螺纹的。滚压螺纹生产率极高，加工精度达1~3级，光洁度达▽6~▽9。严格说来，这类工具不属于切削刀具的范围，但目前其设计及制造大多由工具人员来解决，习惯上并入刀具之列。

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一、圆柱形铣刀

它用于加工平面。可分为粗齿和细齿两种。其直径d=50mm、63mm、80mm、100mm。这类铣刀的几何角度为γn=15°、αo=12°、ω=30°~35°（细齿铣刀）和ω=40°~45°（粗齿铣刀）。粗齿圆柱形铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特点，适用于粗加上。细齿圆柱形铣刀齿数多、工作平稳，适用于精加工。

选择铣刀直径时，应保证铣刀心轴具有足够的刚度和强度、刀齿具有足够的容屑空间以及在能多次重磨的条件下，尽可能选择较小数值。否则，铣削功率消耗多，铣刀切人时间长，从而降低了生产率。通常根据铣削用量和铣刀心轴来选择铣刀直径。

二、立铣刀

钨钢立铣刀可分为整体式和可转位式。通常直径d=3~20mm制成整体式，直径d=12~50mm制成可转位式。

整体式钨钢立铣刀分为标准螺旋角（30°或45°）和大螺旋角(60°)立铣刀（如下左图），齿数为2、4、6齿。6齿大螺旋角立铣刀切削平稳，径向切削力小，适用于精加工。标准螺旋角立铣刀齿数少，容屑槽大，有1~2个切削刃通过中心，适用于手粗加工。

可转位立铣刀按其结构和用途可分为普通型、钻铣型和螺旋齿型。可转位立铣刀直径较小，夹紧刀片所占空间受到很大限制，所以一般采用压孔式。它又可分为平装道片压孔式和立装刀片压孔式等。

普通可转位立铣刀（图a），其直径d=12~50mm。适用于粗、半精铣台阶面、开口槽，也可坡铣最大向下倾斜5°封闭槽。通常它制成双正前角(γp=2°-5°；γf=1°-7°)型或正负前角型（γp=2°~5°；γf=-3°~0°）。加工铝合金、钛合金和不锈钢时都选用双正前角型。刀片为带断屑槽刀片或平面型刀片。

圆刀片立铣刀（图c）主要用于铣削根部有内圆角的凸台、筋条和型腔以及曲面。坡铣时，向下倾斜角应小于5°，背吃刀量不应超过刀片半径。圆刀片立铣刀有直柄和莫氏锥柄两种。当铣刀直径d>40mm时，制成套装式。

可转位钻铣刀（图d）和普通立铣刀结构上有区别，它有一个刀片的切削刃在径向超过中心，而又稍低于中心线0.15~0.3mm。通常取γp=+2°~+3°；γf=-4~-10°；kr=90°-100°。它不仅可以铣台阶面和开口槽；还可以钻浅孔、铣封埘闭槽和坡铣斜槽。

三、键槽铣刀

主要用于加工圆头封闭键槽。它有两个刀齿，圆柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃延至中心，工作时能沿轴线作进给运动。按国家标准规定，直柄键槽铣刀d=2～22mm，锥柄键槽铣刀直径d=14~50mm。键槽铣刀直径的精度等级有e8和d8两种，通常分别加工H9和N9键槽。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损。重磨时只需刃磨端面切削刃，铣刀直径不变。

四、三面刃铣刀

三面刃铣刀适用于加工凹槽和阶台面。三面刃铣刀除圆周具有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了切削条件，提高了切削效率和减小表面粗糙度，但重磨后厚度尺寸变化较大。三面刃铣刀可分为直齿、错齿和镶齿三面刃铣刀。

直齿三面刃铣刀。按国家标准规定，铣刀直径d=50~200mm、厚度L=4~40mm。厚度尺寸精度为K11、K8。它的主要特点是圆周齿前面与端齿前面是一个平面，可一次铣成和刃磨，使工序简化；圆周齿和端齿均留有凸出刃带，便于刃磨，且重磨后能保证刃带宽度不变。但侧刃前角γ'o=0°，切削条件差。

错齿三面刃铣刀的y'o近似等于λs。与直齿三面刃铣刀相比，它具有切削平稳，切削力小，排屑容易和容屑槽大等优点。

镶齿三面刃铣刀，直径d=80~315mm、厚度L=12~40mm。在刀体上开有带5°斜度齿槽，带齿纹的楔形刀齿楔紧在齿槽内。各个同向齿槽的齿纹依次错开P/Z（Z为同向倾斜的齿数；P为齿纹齿距）。铣刀磨损后，可依次取出刀齿，并移至下一个相邻同向齿槽内。调整后铣刀厚度增加2P/Z，再通过重磨，可恢复铣刀厚度尺寸。

钨钢可转位三面刃铣刀一般通过楔块螺钉或压孔式将刀片夹紧在刀体上，刀片的安装多数采用平装，也有立装的。三个切削刃同时参加切削、排屑条件差，因此三面刃铣刀的齿数较少，以保证足够容屑空间。可转位三面刃铣刀的前角一般取γp=+3°~+5°、γf=-2°~+7°。取K'r=40'～1°。常用可转位三面刃铣刀直径d=80~315mm，厚度L=10~32mm；一般可转位三面刃铣刀有二个键槽，以便于组合使用时，将刀齿错开，使切削平稳。

五、角度铣刀

角度铣刀主要用于加工带角度的沟槽和斜面。图a为单角铣刀，圆锥切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃。图b为双角铣刀，两圆锥面上的切削刃均为主切削刃。它分为对称双角铣刀和不对称双角铣刀。国家标准规定，单角铣刀直径d=40~100mm，两刀刃间夹角θ=18°~90°。不对称双角铣刀直径d=40~100mm，夹角θ=50°-100°。对称双角铣刀直径d=50~100mm，夹角θ=18°~19°。

六、模具铣刀

模具铣刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。在模具制造中广泛应用。它是由立铣刀演变而成。高速钢模具铣刀主要分为圆锥形立铣刀（直径d=6~20mm，半锥角α／2=3°、5°、7°和10°）、圆柱形球头立铣刀（直径d=4~63mm）和圆锥形球头立铣刀（直径d=6~20mm，半锥角a/2=3°、5°、7°和10°）。按工件形状和尺寸来选择。

钨钢球头铣刀可分为整体式和可转位式。整体式钨钢球头铣刀直径d=3~20mm，螺旋角ω=30°或45°，齿数2=2~4齿。适用于高速、大进给铣削。加工表面粗糙度小，主要用于精铣。

可转位球头立铣刀前端装有一或2片可转位刀片，它有两个圆弧切削刃，直径较大的可转位球头立铣刀除端刃外，在圆周上还装长方形可转位刀片，以增大最大吃刀量。用这种球头铣刀进行坡铣时，向下倾斜角不宜大于30°。铣削表面粗糙度较大，主要用于高速粗铣和半精铣。

钨钢旋转锉也称作钨钢模具铣刀,可取代金刚石锉刀和磨头来加工淬火后硬度小于65HKC的各种模具，其切削效率可提高几十倍。

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