复杂形态高致密钨合金材料制备方法

钨合金材料的优异性能与其致密度有很大的关系。钨及其合金的致密度95％以上时，如果致密度降低1％，其热导率、电 导率会下降10％，硬度、抗拉强度等力学性能指标也会随致密度的降低而显著下降。

目前，高致密度的钨及其合金主要是通过粉末冶金烧结后，再进行锻造、轧制等热加工来提高其致密度。这种传统工艺能使材料达到99％ 以上的致密度，同时也能极大的提高材料的力学性能。但其缺点是生产形状单一，如棒状、板状或尺寸较小的产品。如果要求生产形状较为复杂、或中型三维尺寸的高致密度产品，则无法通过变形加工获得，或者会产生极大的成本。

针对现有技术的不足，有学者提出一种高致密度钨合金材料的制备方法。该方法通过将钨及其合金粉体进行破碎后，用不同形状的等静压模具压坯，再进行烧结，得到所需形状的高致密度烧结坯；该方法能制备大型尺寸，形状较为复杂的高密度钨其合金材料，且基本不增加成本，钨及其合金产品的致密度在98％以上。

该工艺具体实施案例如下：

制备一种相对密度为98.5％的纯钨坩埚，钨坩埚的外形尺寸为 Φ138×140，壁厚为5mm。

(1)将钨粉(平均粒度为2.5μm)用气流破碎机进行破碎，装料速度为1.0kg/min，气流压力为0.8MPa，分级机转速为60Hz，破碎后钨粉的平均粒度为2.3μm。

(2)将破碎后的钨粉装入冷等静压模具中进行冷等静压处理，从而得到料坯；冷等静压的压力为240MPa，保压时间为20min，泄压速度为4MPa/min。

(3)将得到的料坯用中频感应加热炉烧结；烧结在氢气氛下进行，氢气流量为15m³/小时，烧结温度为2300℃，保温时间为4h，最终得到高致密度纯钨坩埚。

采用静水称重法测量本实施例方法得到的10个高致密度纯钨坩埚的相对密度，其相对密度均为98.5％，实际密度为19.05g/cm3。从高致密度纯钨坩埚的金相组织照片中可以看出该成品晶粒均匀，晶粒孔洞较少且较小，达到了良好的工艺指标。

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