微波烧结-热处理方法制钨基高密度合金

钨基高密度合金具有密度高、强度高、延性好、韧性好、热膨胀系数小、吸收射线能力强、导热性及耐蚀性好，以及优良的机械加工性能和可焊性，被广泛地应用于惯性元件、配重元件、防射线屏蔽元件，在尖端科学领域、国防工业和民用工业有着广泛的应用。随着科学技术进步和先进工业的发展，对高密度合金的力学性能也提出了越来越高的要求。

工业上通常采用真空热处理工艺(通常在1000‑1300℃热处理60‑120分钟) 消除氢脆现象，以提高高密度合金的性能。这需要真空炉进行热处理，并且延长了生产周期，使成本增加。

钨基高密度合金中的杂质含量以及显微组织对于其力学性能具有重要影响。理想的合金组织是：W晶粒细小且均匀分布在粘接相中。为了克服现有技术之不足,微波加热设备内快速加热、烧结、冷却，同时进行真空处理这一套流程可用于制备高性能的钨基高密度合金。

微波烧结及热处理方法包括以下步骤：

第一步：制备烧结坯,采用传统粉末冶金方法制成钨基合金压坯；

第二步：烧结:将第一步所得压坯置于包套内，包套置于微波高温炉内加热，SiC作为辅助 加热材料；微波高温炉内充入体积比为N₂∶H₂＝2∶1～1∶1的N₂、H₂保护气体，使炉内压强达130000‑150000Pa；以80～90℃/min的加热速度将样品从室温加热 至1200‑1300℃时，开启真空泵，将炉腔真空抽至10000‑20000Pa时，关闭真空泵，抽真空的同时，维持之前的升温速度升温至1450～1500℃；然后直接关 闭微波源；同时，打开真空泵，将炉腔抽至真空度小于等于10‑2Pa；随炉冷却， 试件温度低于200℃后，出炉，得到高性能钨基高密度合金。

采用微波烧结‑热处理方法制取钨基高密度合金，工艺易于控制、技术成熟，可用于工业生产。与传统工艺相比，将传统的烧结工艺和热处理工艺合并为一个工序，在烧结阶段采用低真空，冷却阶段采用高真空，使得合金的氢含量降低，有效避免了氢脆现象。而且，采用微波烧结技术和设备制备钨基高密度合金，快速、高效、简单、低成本；合金相对密度高于99.5％，组织细小均匀；其抗拉强度高于常规氢气烧结200Mpa以上。

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