Cu o rezistență mecanică ridicată (17,5-19,3 g/cm³), un punct de topire (3422 g/cm³) și o densitate ultra-înalta, aliajul de wolfram este recunoscut în domeniile avansate ale ingineriei militare, aerospațiale și nucleare. Dar, asta. Este încă asociat cu procesarea ridicată. dificultate. Această dificultate rezultă din oxidarea la temperaturi joase și înalte, rezistența la deformare a materialelor prelucrate și temperatura scăzută. Drept urmare, wolframul a devenit casant și și-a pierdut o anumită ductilitate, ceea ce face ca lucrul cu acesta să fie foarte dificil. Ca soluție, industria a dezvoltat tehnologii cheie, inclusiv metalurgia pulberilor, deformarea pozitivă și formarea plasticului. Cu optimizarea precisă a procesului și întărirea sinterului, este posibil să se obțină o precizie ridicată și performanță de suprafață cu wolfram. Mai jos, vom detalia metodele de lucru ale aliajelor de tungsten.
1. Metalurgia pulberilor: baza producerii de billete de-puritate ridicată. Inclusiv, dar fără a se limita la următoarele activități critice, metalurgia pulberilor este primul pas în prelucrarea aliajelor de wolfram.
1) Purificarea materiei prime și a amestecului său ulterior
Se selectează pulbere de wolfram de înaltă puritate, care este mai mare sau egală cu 99,95 la sută și apoi este amestecată uniform cu componentele de aliere Nichel, Fier și Cobalt în timpul măcinarii cu bile și a cernuirii. Formabilitatea pulberii este în intervalul de la 5 la 10 microni. Pentru aplicații specifice, cum ar fi materialele utilizate în fuziunea nucleară, particulele de fază secundară, cum ar fi carbura de titan, TiC și oxidul de ytriu, Y2O3, sunt utilizate pentru a îmbunătăți rezistența la radiații întărită cu dispersie-.
2) Formare și pre-sinterizare
Facturile sunt pregătite utilizând tehnici de presare izostatică (presiune mai mare sau egală cu 2500 MPa) sau de presare cu matriță-. Dimensiunile tipice sunt bare sau plăci de 12×12×400 mm. Pre-sinterizarea se efectuează la 1200 de grade timp de o oră într-o atmosferă de hidrogen pentru a spori inițial rezistența și conductivitatea țaglelor.
2. Prelucrarea plasticului: cheia pentru depășirea gâtului de sticlă a fragilității. Ductilitatea scăzută a aliajelor de wolfram necesită o prelucrare de precizie prin formarea plasticului la temperatură înaltă{{2}:
1) Laminare la cald și la cald
Laminarea la cald începe la o temperatură a țaglelor de 1350-1500 de grade. Prin treceri multiple de laminare, grosimea tablei este redusă de la 8 mm la 0,5 mm. Rolele trebuie preîncălzite la 100-350 de grade pentru a reduce rezistența la deformare. Laminarea la cald (1200 de grade) rafinează în continuare foaia la 0,2 mm. Lubrifierea cu grafit sau disulfură de molibden este pulverizată pe tot parcursul procesului pentru a preveni fisurarea.
2) Swaring și trefilare
Prelevarea se realizează într-o atmosferă de hidrogen la 1400-1600 grade. Această forjare rotativă transformă țagla într-o bară rotundă uniformă (diametru final 3 mm) cu o densitate de 18,8-19,2 g/cm³. Trefilarea utilizează un proces de „desare la cald”. După preîncălzire la 100-350 de grade, foaia este trasă treptat printr-o targă cu lanț până la o grosime mai fină a firului de mai puțin de 0,06 mm, potrivită pentru aplicații în electronică și iluminat.
3. Procesul de sinterizare: îmbunătățiri ale densității și performanței. Sinterizarea este importantă în creșterea densității și a caracteristicilor mecanice ale aliajelor de wolfram. Cele importante sunt:
(1) Topire verticală (sinterizare auto-inhibată): un curent este trimis direct prin țagla pentru a crea încălzire Joule. Pe măsură ce curentul este sinterizat din curentul care se topește. Controlează numărul de boabe la aproximativ 10.000 până la 20.000 de boabe pe mm² și densitatea la 17,8 până la 18,6 grame per cm³. Este ideal pentru fire și piese mici.
(2) Sinterizarea cu plasmă cu scânteie (SPS): combină un impuls de curent împreună cu o anumită presiune și realizează o densificare rapidă sub 2000 0 C, cu dimensiunea granulelor controlând mai puțin de 300 nm și o îmbunătățire considerabilă a rezistenței la fluaj
3) Sinterizare fără presiune în doi-etape: temperaturile sunt controlate în etape (2300-2700 grade ) într-o atmosferă de vid sau hidrogen, realizând o densitate teoretică care depășește 98%. Este potrivit pentru tuburi de dimensiuni mari și piese cu formă specială.
4. Tratarea suprafeței și post{1}}procesare: funcționalizare și precizie
1) Galvanizare și acoperire
Ca răspuns la nevoia presantă a companiei de galvanizare de a reduce coroziunea și uzura mecanismelor câmpurilor petroliere, am dezvoltat tehnologia de galvanizare a aliajelor de tungsten. Aliajele de wolfram au o rezistență mai bună la coroziune la acid și la alcali, precum și rezistență la uzură și duritate comparabile cu plăcile cromate. Componentele secțiunii fierbinți-necesită pulverizarea cu acoperiri rezistente-la oxidanți (cum ar fi aluminura de siliciu-) pentru a atenua oxidarea catastrofală peste 1000 de grade .
2) Prelucrare și tratament termic
În timpul fazei de tăiere, când folosim unelte din carbură, este esențial să ridicăm piesele de prelucrat peste 200-500 de grade, care este temperatura de tranziție ductil-casabilă, pentru a elimina riscul de fisurare. Procesul de „îmbătrânire” înseamnă că piesa de prelucrat trebuie să treacă printr-o etapă primară de modificare, care este apoi urmată de o etapă secundară. De exemplu, dacă un aliaj W-Re este încălzit la 1500 de grade, atunci știm că în el, suntem obligați să atingem o temperatură de 1650 de grade.
5. Procese inovatoare: noi direcții în cercetare
1) Metoda de reacție in-Situ
Această abordare conduce reacția in-in situ a pulberii de wolfram cu carbonul și azotul pentru a forma fazele de armare cu carbură de tungsten (WC) și nitrură de wolfram (WN). Această reacție scade costul de fabricație a materialelor compozite.
2) Fabricare aditivă
Această abordare aplică tehnologia SLM (topire selectivă cu laser), care fabrică direct piese geometrice complicate. În combinație cu alte tehnici, SLM, nanopulberile și designul gradient rezolvă constrângerile spațiale ale metodelor convenționale.
Pentru reactoarele de fuziune nucleară și vehiculele hipersonice sunt necesare mai multe materiale avansate,-înalte performanțe, iar acest lucru determină dezvoltarea tehnologiei de procesare a aliajelor de tungsten. Prin colaborări în metalurgia pulberilor, formarea plasticului și sinterizarea și în cadrul oricărui alt lot de tratament de suprafață, DBTT (temperatura ductilă-de tranziție fragilă) a aliajelor de wolfram a fost redusă de la 400 de grade și sub temperatura camerei, îmbunătățindu-le rezistența la radiații și oxidare.
