難熔金屬異型制品的空心陰極燒結工藝研究.pdf

1、難熔金屬鎢、鉬及其合金因具有良好的導熱、導電性能,膨脹系數(shù)低、高溫強度高、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)以及化學工業(yè)等有著廣泛的應用。隨著對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便有著廣闊的市場意義。由于難熔金屬熔點高、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)境以及最高燒結溫度低等缺點,難以適

2、應難熔金屬,尤其是鎢異型制品發(fā)展的要求。因此,研究開發(fā)新的難熔金屬異型制品燒結工藝,具有重要的理論意義和實用價值。 空心陰極放電是輝光放電的一種特殊形式。其基本特點是通過離子轟擊,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,便可進行高溫燒結,而且對燒結樣品形狀無特殊要求,也無須設置外加熱源。若將空心陰極效應應用于難熔金屬的燒結,則有可能解決難熔金屬異型制品燒結的這一難題。因此,本課題以研究采用空心陰極效應制備

3、難熔金屬異型制品為實驗目的,從壓制工藝和空心陰極燒結工藝相結合的角度入手,研究各種工藝參數(shù)對實驗過程的影響,并初步探索異型制品燒結前后的變化規(guī)律,以期總結出較理想的空心陰極燒結難熔金屬異型制品的生產(chǎn)工藝。 對空心陰極燒結的放電特性研究表明,空心陰極的點燃條件為：空腔尺寸5～32mm；將空腔尺寸、電壓、氣壓三者進行合理配合即可獲得所需的放電功率和燒結溫度,可以通過控制電流、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。

4、 對樣品的空心陰極燒結,要設定合理的升溫制度。實驗結果表明：燒結溫度在1600℃～1800℃之間保持在15～30min,使試樣內部氣體充分擴散出來,然后可以調整電壓,使得繼續(xù)升溫直到進入保溫階段,持續(xù)保溫2h左右,可以獲得良好效果。 對圓柱體、長方體和外方內圓管3種不同類型的難熔金屬異型的空心陰極燒結結果表明：空心陰極燒結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到要求,晶粒之間結合比較緊密；致密度可

5、達17.9g/cm3;硬度平均值高達254.50HV0.1。 對于用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,成形劑的質量比為3％的,保壓時間可根據(jù)樣品體積制定,對小型樣品的影響不大；燒結工藝參數(shù)為：工作氣壓10～15Pa;電壓200～600V;燒結溫度2600℃；保溫時間2h。 將空心陰極效應應用于難熔金屬的燒結,則有可能解決生產(chǎn)一些形狀復雜的制品的問題,由于將來用于生產(chǎn)的異型制品的種類繁雜