钨铜合金电极生产中常见问题
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- 发布于 2015年12月03日 星期四 16:07
- 作者:xiaobin
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由于钨铜合金电极的生产属于粉末冶金(Powder Metallurgy, PM),过程较为复杂其工艺参数繁多,所以就不可避免地会产生许多问题和缺陷,如裂纹、孔隙以及气孔等。通过采取适当的措施来解决这些问题,才能提高烧结试样的致密度。
1. 裂纹
这是最为常见的一种问题,由于压制时加压速度过快,粉料中的气体来不及排出,卸压后产生弹性后效膨胀而导致裂纹的产生。除此之外,烧结时试样外表面的铜会蒸发,导致试样外面的粘结相-铜的损失,因此也容易产生裂纹。常见的解决方法是通过在加压的过程中逐渐增大压力,并且保证有足够的保压时间,来促使粉末间的气体顺利排出。而对于表面铜的损失现象,目前一般在应用中会采用机械加工的方法除去表层部分。
2.气孔
除了粉末间的气体在模具中不容易排出外,钨铜复合材料中的气孔来源于高温下溶解于铜的一些气体,在凝固时不能有效排除而造成的。常见的有水蒸气和氢气。水蒸气在高温下与石墨电极中的碳反应,生成氢气和二氧化碳气体,使得铜在高温下溶解了大量的氢气,凝固时不能完全排除,而形成气孔。常见的解决方法是在烧结时应避免一切水蒸气的隐患,另外是在加压过程中依然要逐渐增大压力,并且应保证有足够的保压时间,使粉末间的气体顺利排出。
3.孔隙缺陷
它的产生主要集中于凝固过程,并且易出现在烧结试样的中心部位,这主要是由于凝固时中心部位温度较高,周围部位因温度相对较低而先凝固但却吸走了中的部分铜而形成的。在实际的应用中,这种缺陷在钨铜电极组织中分布极少,也很难以消除。
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APT 的生产(2)
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- 发布于 2015年12月03日 星期四 08:59
- 作者:xinyi
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钨铜合金电极致密化过程所存在的问题(三)
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- 发布于 2015年12月02日 星期三 16:15
- 作者:xiaobin
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此外,采用成分补偿法可对成分偏析进行修正,但是稳定性难以得到保证。目前的研究表明通过改善粉末活性状态,如选择超细粉末和高贮能状态粉末,可以在较低温的条件下获得快速致密化过程,可使铜稳定溢出且量大大减少,尺寸精度也得到明显的提高。若能在固相状态下进行烧结,对成分控制是最为有利的,这是由于液相烧结,尤其是对于高体积分数的液相烧结来说,变形及尺寸控制就变得相当困难。一般情况下,生坯密度分布均匀性有利于变形控制,高生坯密度的烧结收缩和变形减小。
3.尺寸分布
有关液相烧结尺寸控制关系的研究表明:液相烧结坯的宏观变形与微观结构某些可测量参数有内在的联系,如溶解度、接触角、晶粒尺寸、配位数以及固体的体积分数。其中,钨铜W-Cu系统具有低互溶性和高二面角。有相关学者经过计算表明,期三维晶粒邻接度大于3时可避免坍塌,且抵抗变形的临界固体体积分数为0.2。显而易见的是对于结构复杂的零部件来说,仅仅要求不发生变形是不够的,其还需要对尺寸精度范围有一定的要求。与成分控制相似,在较低温度条件下获得高致密化速度和程度,尺寸控制精度可明显提高,而在固相烧结状态下对尺寸的控制是相对有利的。
更多钨铜合金电极致密化过程所存在的问题,请参考以下链接:
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80928-ti-10428
http://news.chinatungsten.com/cn/tungsten-information/80960-ti-10432
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APT 的生产(1)
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- 发布于 2015年12月03日 星期四 08:57
- 作者:xinyi
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钨铜合金电极致密化过程所存在的问题(二)
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- 发布于 2015年12月02日 星期三 16:09
- 作者:xiaobin
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在常规熔渗、烧结条件下钨和铜两种金属之间是互不相溶且浸润性很低,这也就使得两种粉末致密化过程受到了一定的阻碍,使得其难以达到较高的致密化程度和所期望的组织结构。而仅仅靠提高压力和烧结温度,虽然在一定程度上能够提高产品最终密度,但是在工艺条件和综合性能保证方面带来了不少的问题,总的来说有以下几个方面:
2.成分分布
钨铜系在熔渗烧结时,成分控制精确度不高,尽管采用精确渗铜计算,实际的成分偏差依然很大。而在高温液相烧结过程中,液相铜的下坠和溢出会在一定程度上 引起成分偏移,同时也给复杂形状部件的表面加工带来了较大的困难。通常来说,液相烧结的收缩率高达15%-20%,变形及尺寸精度控制的难度远远大于固相烧结。这对直接制造复杂形状部件,尤其是采用粉末注射成型技术(Powder Injection Molding, PIM)带来了一定的困难。因此,在实际致密化的同时,应确保成分及尺寸得到有效的控制,以便于直接利用PM和PIM技术制造复杂形状的部件。
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