YG18鎢合金燒結新工藝

YG18鎢合金燒結新工藝

高密度鎢合金密度在16.5~19.0g/cm3之間，具有密度高，熱膨脹系數小，抗蝕性和抗氧化性能好，導電導熱性能好，強度高，延性好，抗沖擊韌性好等諸多優點，在國防工業中得到廣泛應用。

高密度鎢合金的傳統燒結方式為液相燒結。在液相燒結中，由于燒結溫度達到液相線以上，晶粒極易長大，且由于固液密度差別大，在重力作用下易產生粘性流動，導致鎢顆粒聚集而下沉，產生嚴重的坍塌變形。近年來，采用納米粉末為原料來制備鎢合金正成為研究熱點，但納米粉末活性高，在燒結過程中極易粗化。針對上述問題，近來出現了一些新的燒結技術。
一、固相燒結：在低熔點組元熔點以下進行的無液相生成的粉末冶金燒結。在此過程中由于沒有液相流動，可避免因液相流動和鎢顆粒下沉而引起的燒結坯料變形，但由于界面產生液相少，導致粘結強度較低。
二、兩步燒結：先在低熔點組元的液相線溫度以下進行固相燒結，然后加熱到液相線以上進行液相燒結。固相燒結為液相燒結提供相對致密的骨架，有助于抑制液相燒結時的溶解析出和鎢顆粒的聚集長大。兩步燒結法綜合了液相燒結與固相燒結的優點，但對改善晶粒度效果不明顯。
三、低溫活化燒結：降低燒結活化能，使得燒結溫度降低，燒結時間縮短，燒結體性能得以提高。降低活化能的主要途徑有：（1）添加第二相使基體材料在第二相中形成固溶體或中間相，促進物質擴散；第二相熔點降低可降低燒結活化能。（2）細化原料粉末，如納米級粉末的燒結活性可大大提高。（3）使粉末體內產生大量的位錯，空位和較大的晶格畸變，可降低燒結溫度。
四、微波燒結：利用微波的特殊頻段與材料的基本細微結構耦合而產生熱量，通過材料的介質損耗使材料整體加熱至燒結溫度，從而實現材料致密化。微波加熱克服了傳統加熱中被加熱物體表面溫度高，燒結驅動力損耗大的缺點，提高了溫度分布均勻性，使材料內部熱應力減至小，具有加熱速度快，保溫時間短，材料晶粒組織細小均勻，生產周期短，能源利用率高，安全無污染等優點，但由于金屬材料對微波的反射率極大，微波燒結過程電磁能轉化成熱能的效率低，有待進一步研究。
五、放電等離子燒結：將金屬粉末等裝在石墨模具內，利用模沖和電極在粉末粒子間直接通入脈沖電流和壓制壓力，在電火花放電瞬間產生的高溫場作用下進行壓制燒結，從而實現短時間快速燒結。在放電等離子燒結過程中，脈沖電流快速擊穿、破壞包裹粉末表面的氧化物，使顆粒表面得到凈化，促使粉末瞬時發生微放電，激發出等離子活化顆粒，再通電加熱至燒結溫度，實現快速升降溫及短時保溫，從而使燒結過程快速跳過表面擴散階段，可抑制顆粒的長大，但產品尺寸和形狀受石墨模具的限制。