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钨坩埚在科研生产应用及制造工艺研究

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钨坩埚在科研生产应用及制造工艺研究

2021-12-06

由于钨的熔点高达3410℃,因此钨坩埚厂家根据制造工艺的不同,钨坩埚可分为:旋压型钨坩埚、冲压型钨坩埚、锻造型钨坩埚、烧结型钨坩埚。

钨坩埚

1.旋压型钨坩埚指的是采用旋压成形法生产的钨坩埚。用旋压成形法制备钨坩埚时,可采用锥形件剪切旋压或筒形件流动旋压的工艺。

旋压型钨坩埚生产工艺

首先,用粉末冶金的方法制备钨烧坯,通过热轧工艺把钨烧坯热轧成设计厚度的薄板,把薄板加工成圆片状,然后置于热旋压机上。钨板和模具保持同心。经多次旋压后,钨板外形变为坩埚状,钨板壁厚减薄且紧贴模具,经冷却后即得到旋压钨坩埚。

旋压时用氢气和压缩空气混合火焰加热,加热温度为1000℃左右,每道次的壁厚减薄控制在0.5mm左右。为防止旋压时开裂,当加工率达50%~70%时,一般采用1000~1100℃通氢气保温1h退火处理来消除内应力、增加塑性,以便进一步旋压。

2.冲型钨坩埚也就是采用冲压工艺生产的钨坩埚,具有表面质量好、尺寸精度较高、材料利用率高、重量比较轻、制备工艺较为简单、生产效率高以及生产成本较低等优点。

冲压型钨坩埚生产工艺

主要通过冲裁、弯曲和拉深三个步骤完成。

【冲裁】是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。

【弯曲】是利用压力使材料产生塑性变形,从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。

【拉深】是把平直毛料或工序件变为空心件,或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。

3.锻造型钨坩埚指的是采用锻造加工法制备得到的钨坩埚,主要包含坯料准备、锻造、机加工三个步骤,其密度一般大于19.0g/cm3,几乎达到理论密度,但直径一般小于100mm。

采用锻造法生产的钨坩埚的抗拉强度以及高温抗变形性能比其他方法生产的钨坩埚性能好。

锻造型钨坩埚生产工艺

1.根据钨坩埚成品要求计算所需钨棒尺寸和质量,此坯料的相对密度一般为90%~95%。

2.把准备好的钨棒在氢气炉中加热至开坯温度(1400~1600℃),保温一段时间后锻造开坯,然后对坯料再进行加热、再次锻造,待多次锻造后,坯料总变形量达到50%~60%、外形尺寸符合设计尺寸,即完成锻造工艺。

3.对锻造后的坯料退火,并按照成品尺寸要求加工


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