伽玛钨辐射屏蔽件

伽玛钨屏蔽件的密度非常高,屏蔽组件的物理尺寸的减少不会影响他们的刚性或屏蔽特性的有效性。相比传统的辐射屏蔽材料,钨伽马屏蔽提供卓越的价值。高密度钨合金可以提供相同的能量吸收铅使用1/3的材料更少!不像铅,你还可以降低管理成本,无需获得特别许可,它不是必需的。遍布全球的客户正在广泛使用钨合金的可靠的辐射屏蔽件。

伽玛辐射,也称为伽玛射线(用γ表示)属于高频电磁辐射(波长极短)。它们所生产的亚原子粒子的相互作用,如正负电子湮灭,中性π介子衰变,聚变,裂变或在天体物理过程的逆康普顿散射。因为伽玛射线是电离辐射的一种形式因此它们会对健康造成危害。一个经典的伽玛射线源的放射性衰变类型,称为γ衰变激发态原子核放射出伽玛射线几乎会立即形成。然而,γ衰变,也可以描述的同分异构体的过渡,其中包括一个相对较长的半衰期抑制γ衰变。

高密度和高原子序数的钨是最有效的的伽玛屏蔽材料。正如我们所知,钨的密度高与射线密度、机械性能、以及强度、无毒性紧密相关。伽玛钨辐射屏蔽件,经常用于空间有限的地方,或者只要求吸收的小区域。

伽玛射线是用来药杀和治疗某些类型的癌症和肿瘤。但伽玛射线可以同时在我们的身体伤害其他细胞。因此,我们需要钨伽马屏蔽控制伽玛射线,我们还可以使用伽玛射线检查或薄弱点的石油管道焊缝金属铸件。伽玛射线在工业上,用于检测金属铸件和焊接结构的内部缺陷。在这种情况下,我们需要钨伽马屏蔽γ射线来保护我们的身体。


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硬质合金刀片的制造过程

硬质合金刀片不像铸造物或钢那样由矿石熔化后注人模子成形,或由锻造成形,而是将达到3000℃以上才会熔化的碳化粉末(碳化钨粉、碳化钦粉、碳化钽粉等)加热到一千多摄氏度使其烧结而成。
    
为使这种碳化物的结合更加牢固,使用钻粉作为结合剂。在高温、高压作用下,碳化物和钻粉相互间的亲和作用会增强,从而渐渐成形,这种现象叫做烧结。因为使用的是粉末石所以这种方法被称为粉末冶金法。
    
成形后进行烧结。下面为烧结工序的全过程。
    
1)将粉碎得非常细密的碳化钨粉末和钻粉末按需要的形状加压,这时金属粒子互相连接在一起,但是结合得不是很紧密,只要稍受点力就会粉碎。

2)已经成形的粉末块粒子随着温度的升高,连接程度渐渐加强,.如图①、图②、图侣翔泳,在700-800℃时粒子的结合国即溺马,粒子力司的空隙还很多,随处可见。这称作空孔,即图中所示的黑色部分。

3)加热温度上升到900-1000℃时.如图④、图⑤所示,粒子之间的空隙减少.呈线状的黑色部分几乎消失,只剩下大块的黑色部分。

4)温度慢慢接近1100--130090(即通常的烧结温度)时,空隙进一步减少,如图⑥、图⑦所示,粒子之间的结合变得更为强固。

5)烧结工序完成时,刀片中的碳化钨拉子呈小的多角形,在其周围可见到白色的物质,那就是钻。烧结完成的刀片组织是以钻为基底,上面布满了碳化钨拉子。拉子的大小、形状以及钻层的厚薄不同,则硬质合金刀片的性质也大不相同。


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钨合金基本信息

英文

tungsten alloy

概述

以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中,钨的熔点最高,高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好,比重大,除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外,钨及其合金广泛用于电子、电光源工业,也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。


分类
 
1、钼钨合金
含钼和钨两种元素的合金,它包括以钼为基的钼钨合金和以钨为基的钨钼合金系列。该种合金能以任何比例形成,在所有温度下均为完全固溶体合金。
 
2、铌钨合金
以铌为基加入一定量的钨和其他元素而形成的铌合金。钨和铌形成无限固溶体。钨是铌的有效强化元素,但随着钨添加量的增加,合金的塑性一脆性转变温度将上升,晶粒也显著长大。因此,要得到高强度的铌钨合金,须适当地控制钨的添加量,同时还须适量加入细化晶粒、降低塑性一脆性转变温度的元素如锆和铪等。1961年,美国研制成功用于航天飞机蒙皮的Nb-10W-2.5Zr合金,以后又发展成为Nb-10W-1Zr-0.1C合金。70年代初,<中国也研制成功NbWl0Zr2.5和NbWl0Zr1C0.1合金。


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硬质合金刀具涂层的应用

近几年高速切削加工技术的应用,在大幅度提高生产效率的同时也极大地提高了产品的质量,高速切削加工技术,尤其是硬质合金刀具已成为切削制造业的主流。

硬质合金刀具,作为高速切削刀具,其加工技术的发展与应用同时带动了相关技术的迅速发展。高速切削顾名思义,是高的速度、大的进给量、机床的快速移动、快速换刀等,最终体现为生产效率的大幅度提高。但是应该指出的是硬质合金刀具的高速切削只是一个相对的概念,随着加工方式、工件材料以及硬质合金刀具选择的变化,高速切削加工的速度存在很大变动范围。一般认为高速加工的切削速度为常规切削速度的5~10倍,如加工碳素钢切削速度为500-2000m/min;铸铁为600-3000m/min;铝合金为1000-7000m/min;铜为900-5000 m/min.

硬质合金刀具切削技术是实现高速加工的关键技术之一,而高速切削刀具的高温性能是影响高速切削刀具技术发展的重中之重。由于在高速切削加工中所产生的切削热对刀具的磨损比常规切削高得多,因此对刀具材料有更高的要求:高硬度、高强度和耐磨性;高的韧性和抗冲击能力;高的红硬性和化学稳定性;抗热冲击能力。

硬质合金刀具表面涂层技术是应市场需求而发展起来的一种表面改性技术,,自上世纪60年代以来,该项技术在金属切削刀具制造业内得到了极为广泛的应用。尤其是硬质合金刀具高速切削加工技术出现以后,涂层技术更是得到了迅猛的发展与应用,并成为高速切削刀具制造的关键技术之一。该项技术通过化学或物理的方法在硬质合金刀具表面形成某种薄膜,使切削刀具获得优良的综合切削性能,从而满足高速切削加工的要求。归纳起来切削刀具表面涂层技术具有以下特点:

采用涂层技术可在不降低刀具强度的条件下,大幅度地提高硬质合金刀具表面硬度,目前所能达到的硬度已接近100GPa;
   
随着涂层技术的飞速发展,薄膜的化学稳定性以及高温抗氧化性更加突出,从而使高速切削加工成为可能;
润滑薄膜具有良好的鼓相润滑性能,可有效地改善加工质量,也适合于干式切削加工。
涂层技术作为硬质合金刀具制造的最终工序,对刀具精度几乎没有影响,并可进行重复涂层工艺。

硬质合金涂层刀具所带来的益处:可大幅度提高切削刀具寿命;有效地提高切削加工效率;明显提高被加工工件的表面质量;有效地减少硬质合金刀具材料的消耗,降低加工成本;减少冷却液的使用,降低成本,利于环境保护。


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钨合金发展历史

1907年,一种低镍含量的钨合金问世, 它是通过机械加工方法制备的,但是严重的脆性妨碍了它的应用。直到

1909年,美国通用电器公司的库利奇(w.D.Coolidge)通过粉末冶金法制得钨坯条,再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝,从而奠定了钨丝加工业的基础,也奠定了粉末冶金的基础。

然而这种“延性”钨合金在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年,平奇(Pintsch)发明了钍钨丝(ThO2 的 含量为1%~2%),从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初,灯丝的下垂(见钨丝的抗下垂性能)并不是一个问题,因为此时的灯丝是直丝,但1913年以后, 兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝,这样,当灯泡使用时,高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂,因而纯钨和钍钨都难以满足使用要求。

为了解决钨丝下垂和寿命短等问题,1917年,柏斯(A.Pacz)发明了高温下“不变形”的钨合金。起初,他在制备纯钨时采用耐火坩埚焙烧WO3,无意中发现用这种WO3还原所得钨粉制成的钨丝螺旋,经再结晶后异常神秘地不再下垂。随后,经过218次反复实验验证,他终于发现在钨酸(WO3·H2O)中添加钾和钠的硅酸盐,经过还原、压制、烧结、 加工等制得的钨丝,再结晶后形成相当粗的晶粒结构,既不软又抗下垂,这是最早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础,直到现在美国仍称不下 垂钨丝为“218钨丝”,以纪念柏斯的这项重大发现。
掺杂钨合金的生产工序冗长,包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。

掺杂钨合金的生产通常选用仲钨酸铵(APT)为原料。从钨精矿制取仲钨酸铵除了传 统的经典工艺外,20世纪50年代国际上开展了萃取法和离子交换法的研究,中国在70年代也采用了这些工艺,从而简化了工艺流程,提高了钨的回收率。20 世纪60年代以来,许多国家都相继采用蓝色氧化钨掺杂工艺代替三氧化钨掺杂,从而提高了掺杂效果。钨粉的酸洗是20世纪60年代开始应用于生产的,其主要 目的在于洗去钨粉中多余的掺杂剂、超细粉和部分有害杂质,从而改善加工性能,提高钨丝的高温性能。从20世纪60年代开始,孔型轧制法不断得到应用。孔型 轧制是使坯料在一对旋转着的轧辊的孔 型中通过,在轧辊压力的作用下使断面减缩和长度延伸。

虽然只有少部分钨矿最终被做成灯钨丝和类似的产品,钨在科学上和技术上所承担的最重要的意义就是其研究成果向实际应用的转换。所获得的知识在粉末冶金新的领域,尤其是在硬质合金的制造上具有不可估量的价值。


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