難熔金屬異型制品的空心陰極燒結(jié)工藝研究.pdf

1、難熔金屬鎢、鉬及其合金因具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能,膨脹系數(shù)低、高溫強(qiáng)度高、低蒸汽壓和耐磨、耐腐蝕等特性,在冶金、電子、航空和宇航工業(yè)、核工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)等有著廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)難熔金屬制品需求的不斷增加,研究其異型制品的成型技術(shù)便有著廣闊的市場(chǎng)意義。由于難熔金屬熔點(diǎn)高、硬度大,一般難以采用鑄、鍛工藝加工成型,通常只能采用的粉末冶金的辦法制備。但是,由于普通的燒結(jié)工藝不同程度地存在著能耗大、成本高、污染環(huán)境以及最高燒結(jié)溫度低等缺點(diǎn),難以適

2、應(yīng)難熔金屬,尤其是鎢異型制品發(fā)展的要求。因此,研究開(kāi)發(fā)新的難熔金屬異型制品燒結(jié)工藝,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 空心陰極放電是輝光放電的一種特殊形式。其基本特點(diǎn)是通過(guò)離子轟擊,可以將陰極材料加熱到極高的溫度。如果將粉末冶金樣品作為空心陰極,便可進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),而且對(duì)燒結(jié)樣品形狀無(wú)特殊要求,也無(wú)須設(shè)置外加熱源。若將空心陰極效應(yīng)應(yīng)用于難熔金屬的燒結(jié),則有可能解決難熔金屬異型制品燒結(jié)的這一難題。因此,本課題以研究采用空心陰極效應(yīng)制備

3、難熔金屬異型制品為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?從壓制工藝和空心陰極燒結(jié)工藝相結(jié)合的角度入手,研究各種工藝參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影響,并初步探索異型制品燒結(jié)前后的變化規(guī)律,以期總結(jié)出較理想的空心陰極燒結(jié)難熔金屬異型制品的生產(chǎn)工藝。 對(duì)空心陰極燒結(jié)的放電特性研究表明,空心陰極的點(diǎn)燃條件為：空腔尺寸5～32mm；將空腔尺寸、電壓、氣壓三者進(jìn)行合理配合即可獲得所需的放電功率和燒結(jié)溫度,可以通過(guò)控制電流、電壓以及氣壓等工藝參數(shù),獲得持續(xù),穩(wěn)定的空心陰極效應(yīng)。

4、 對(duì)樣品的空心陰極燒結(jié),要設(shè)定合理的升溫制度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：燒結(jié)溫度在1600℃～1800℃之間保持在15～30min,使試樣內(nèi)部氣體充分?jǐn)U散出來(lái),然后可以調(diào)整電壓,使得繼續(xù)升溫直到進(jìn)入保溫階段,持續(xù)保溫2h左右,可以獲得良好效果。 對(duì)圓柱體、長(zhǎng)方體和外方內(nèi)圓管3種不同類(lèi)型的難熔金屬異型的空心陰極燒結(jié)結(jié)果表明：空心陰極燒結(jié)后的異型樣品表面光滑平整,有金屬光澤,形狀規(guī)則；金相組織形貌整體達(dá)到要求,晶粒之間結(jié)合比較緊密；致密度可

5、達(dá)17.9g/cm3;硬度平均值高達(dá)254.50HV0.1。 對(duì)于用200目的純鎢粉壓制成素坯,比較理想的壓制工藝參數(shù)為：壓制力50kN,成形劑的質(zhì)量比為3％的,保壓時(shí)間可根據(jù)樣品體積制定,對(duì)小型樣品的影響不大；燒結(jié)工藝參數(shù)為：工作氣壓10～15Pa;電壓200～600V;燒結(jié)溫度2600℃；保溫時(shí)間2h。 將空心陰極效應(yīng)應(yīng)用于難熔金屬的燒結(jié),則有可能解決生產(chǎn)一些形狀復(fù)雜的制品的問(wèn)題,由于將來(lái)用于生產(chǎn)的異型制品的種類(lèi)繁雜