深冷处理工艺又称超深冷处理，其指的是将坯料置于-190℃-230℃的环境下进行处理。它的适用范围十分广泛，无论是有色金属、黑色金属、金属合金，还是非金属碳化物、塑料、硅酸盐等材料的性能都能够得到有效的改善。其基本原理是当金属在热处理加硬至冷却过程中，其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体；在冷却过程时，由于低温产生压制而形成马氏体，其最终转变点(Mf)非常低。奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解，使原来的缺陷(微孔及内应力集中的部份)产生塑性流动而变成组织细化。 因此只要将金属置于超低温环境下，其中的奥氏体会转化成马氏体，内应力因而消除。此外，在超低温时由于组织体积收缩，Fe晶格常数缩小而加强碳原子析出的驱动力，于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物。而这些超微细结晶体会使物料的强度提高并增加耐磨性与刚性。超低温度还可转移金属原子的运能，使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。

有实验表明，经过深冷处理的高压容器可满足燃料火箭及气液容器所需强度；一些用于酸性油田的井下设备经过深冷处理可以有效提高抗腐蚀性以及克服设备焊缝的开裂；对一些合金零部件进行深冷处理后，其体积稳定性、尺寸稳定性以及强度都有了大幅度的提高。目前该工艺的应用主要集中在工具钢材料上，而对有色金属的应用尚在研发阶段，这里我们主要探讨对钨铜触头进行深冷处理的工艺条件对其性能的影响。钨铜触头由于其组分中的W和Cu互不固溶又不形成化合物，反应中无相变又具有较大的脆性，因而难以采用常规的热处理等强化工艺改善其相关性能。深冷处理无疑是一个理想的选择。

从显微组织结构上看，深冷处理后的W基体上产生了大量弥散分布的Cu相，组织有明显细化的现象，其是因为固溶在W里的Cu在深冷处理后析出。另外，还能够发现随着铜含量的增多，其偏聚现象也愈发明显。铜颗粒弥散析出、组织发生细化，原子发生位移而体积收缩，钨铜触头整体的密度和强度也得到提升。而其硬度在和强度在深冷处理后都有大幅度的提升，而电导率则随着钨含量的上升而下降，这是由于深冷处理使得大量的Cu弥散析出与W形成固溶体，而钨铜触头的导电率与铜的含量成正比。总的来说，钨铜触头经深冷处理后，可采用少钨多铜替代少铜多钨，不仅提高了使用性能，也有效降低了成本。

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中国是世界上钨资源存储量最丰富的国家之一，因此作为钨深加工制品之一的钨坩埚工业在中国也得到不断的发展。钨坩埚在中国主要的用途是稀土冶炼，石英玻璃，电子喷涂，晶体生长等。

目前，中国对于一些常规的钨坩埚产品已具备一定的生产能力，但是对于技术含量较高的高科技产品则存在较多的问题。比如，形状复杂的钨坩埚的制备工艺就比较少见，但是这种制品在高科技领域中又占有重要地位。例如，石英玻璃在激光技术，天文和尖端技术中已得到广泛应用，随着现代科技的快速发展，钨坩埚作为石英玻璃生产的核心部件有着广泛的应用前景。

随着钨工业在中国的兴起，对钨资源的开采也成为一大问题。中国长期以来都是出口钨原料，这会影响钨坩埚的生产。而且对钨坩埚的利用率也不够。钨坩埚是一种使用寿命较长的钨制品，可以充分利用该特点进行反复使用，这样不仅可以节约成本还可以保护生态环境。另外，改变钨坩埚的产品出口结构，不但可以节省大量外汇，而且可以出口国外。

近年来中国发展迅速的化学气相沉积法可制备形状复杂的钨制品，是纯钨制备方法的重要研究方向。该工艺所制备的钨坩埚将会逐渐的推向市场。中国在等静压-烧结法的工艺上已达到国际先进水平，继续提高该工艺可以扩大中国钨坩埚在国际上的发展规模。随着中国钨坩埚研究的不断深入，国产钨坩埚的国际影响力在不断提升，中国的钨坩埚产业将会在国际上占据主要地位。

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钨坩埚作为一种广泛应用于冶炼稀土的主要钨制品，稀土行业对其的需求量也日益增加。但是在生产过程中钨坩埚底部的裂纹会直接对钨坩埚的成品率产生重要的影响，操作工程师应该重视制作过程中的操作问题，找到解决的方案，以此来提高钨坩埚的成品率。根据相关研究者表明，钨坩埚底部出现裂纹的主要发生在压制和烧结两个操作阶段。

在压制过过程中，如果选择较粗的粉末粒度，会不利于压制，造成下一阶段的烧结使也需要更高的烧结温度或者保温时间，这样不仅会消耗更多的能量和时间，还会对设备的使用周期造成一定的影响。在粉末的选择上，一般来说，钨粉末越粗，流动性就越差，导致在填充模腔时需要选择大尺寸的模腔。大颗粒的粉末在压制过程中需要更大的压力，而且其压缩性较差，会直接降低压坯的密度。因此，在选择粉末大小时，应该选择不同大小的粉末。当大颗粒粉受到压制所留出的空隙可以让小颗粒的粉末进行填充，这样就可以提高压坯的密度，避免钨坩埚底部出现裂纹。除此之外，在压制过程中压力的大小也会影响钨坩埚压坯的合格率。而且，钨坩埚压坯的合格率还受橡胶套硬度的影响，硬度越大，越有可能造成裂纹。

在烧结过程中，烧结设备的选择问题和烧结气氛对钨坩埚的合格率影响较大。钨坩埚在烧结时需要无氧的条件下进行，但是钨粉颗粒表面仍会存有氧，其表面上个的氧化膜会妨碍烧结过程。如果在氢气的氛围下进行烧结，会更大程度的除去钨粉中的氧，以此来提高产品的密度。在烧结设备的选择上，电阻炉的效果会比感应炉好。因为自身结构的因素，感应炉上下两端的温度比中部低很多，这样会造成钨坩埚底部烧结不均，从而导致钨坩埚出现裂纹。

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钨坩埚的主要制作原料是金属钨，它是主要通过对钨的深加工形成的。得益于钨具有熔点沸点高，热传导率大，高温强度好，抗磨耐腐蚀性强，热膨胀系数小等优良特性，钨坩埚在稀土冶炼，石英玻璃和晶体生长等行业的到广泛应用。

作为稀土冶炼的重要部件，钨坩埚的使用性能和寿命十分重要。在以前，主要是用钨、钼、钽板坯卷焊而成的坩埚来进行稀土熔炼。但是由于这类坩埚焊缝存在较多缺陷，严重影响其使用寿命。对于高温、高纯的稀土金属，焊接生产出来的坩埚使用寿命短的问题就更为明显。针对此问题，研究者研制出了烧结型钨坩埚,很好的解决了焊缝的问题。烧结型坩埚密度高、纯度高、寿命长、使用方便等特点使稀土冶炼行业更重视对其的应用。钨坩埚与其他种类的坩埚相比，对冶炼金属的污染更少，使用寿命更长等特点，因此在稀土行业使用十分普遍。

由于钨的熔点高达3600℃，因此钨坩埚作为核心容器被广泛应用于蓝宝石单晶生长炉的工业炉内的，其使用的工作温度环境一般在2000℃以上。特别对于蓝宝石单晶生长炉来说，具有高纯度、高密度、无内裂纹、尺寸精准、内外壁光洁、等特征的钨坩埚大大提高蓝宝石晶体生长过程中的种晶成功率。除此之外钨坩埚还对蓝宝石晶体的拉晶质量控制、脱晶粘锅以及使用寿命具有关键性的作用。

石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料。用水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成。因此就需要具有熔点沸点高的钨坩埚作为核心容器进行制作。除此之外，钨坩埚还可以大大提高石英玻璃的成品率。

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等离子喷涂成形法：首先准备合适钨坩埚成品的石墨模芯，然后将其固定在密闭式的转盘上，在密闭室处于真空的状态下通入具有高纯度的氩气。之后使用离子喷涂设备在石墨模芯表面喷涂，喷涂到符合成品的设计要求就进行冷却。最后进行机械加工形成钨坩埚成品。

化学气相沉积法（CVD）：此方法是在被加热的固态基体的外表上，通过气相化学反应产生固相沉积物的制备工艺。该制备方法主要的原料是六氟化钨和氢气，两者氧化反应后生成气相沉积钨原子。在事先加工的一个符合要求的铜基体的表面上沉积一定厚度的钨之后，钨坩埚基本成形，最后进行处理加工，退火生产出成品。

柳焊成形法：该制备方法包括柳接和焊接两种方式。柳焊是指将两种或两种以上的金属用柳钉连接起来。焊接是指两种金属的连接部位在高温的情况下被熔化到一起。用柳焊成形法制备钨坩埚要先将钨板柳焊成钨筒，然后将钨筒与圆形钨板进行柳焊操作，最后形成钨坩埚成品。                                                                                                    

钨坩埚属于钨深加工的产品且具有很高的附加值，因此，许多研究者都在研究钨坩埚的制备方法，到目前为止，这些制备方法已被广泛应用于各种产品的生产。其中最为普遍的到应用的是等静压-烧结法，锻造加工法和柳焊成形法。这三种方法制备的工艺较为成熟，生产出来的钨坩埚的性能较好且质量稳定。

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