引 言
摻雜鎢條的特性對鎢絲的高溫性能及加工性能有很大的影響。在一定范圍內隨著鎢絲鉀含量提高，絲材高溫性能得到改善，但是隨著鎢粉鉀含量的提高，在鎢坯高溫燒結過程中就容易產生塊狀晶粒甚至環形框晶的不良燒結組織。而這些不良燒結組織由于塊晶的晶界強度較低，會使這種鎢坯條的加工性能惡化[1]，在壓力加工過程中會出現諸如成品率偏低、鎢桿探傷檢測裂紋率偏高等問題。因此制取具有適當鉀含量，比重及均勻晶粒結構的摻雜鎢條顯得極為重要。
圖1是有環形框晶問題的垂熔鎢坯條加工到8.9mm的桿料表面照片，可以看到有很嚴重的橫向裂紋問題，這種情況會使得整根鎢材全部報廢，造成很大的經濟損失。從這我們可以看出環形框晶的燒結組織對鎢坯條的壓力加工會造成無可挽回的影響。
圖1. 環形框晶坯條的8.9mm桿料表面
我們希望通過對整個高溫燒結過程不同階段的金相組織和鉀含量變化的研究，了解鎢坯條產生環形框晶的機理，從中尋找解決高鉀鎢粉高溫燒結避免產生大晶或框晶的方法，使我們在獲得優越高溫性能的同時又可以避免類似環形框晶的不良燒結組織的出現。
一、根據溫度分析高溫燒結過程：
摻雜粗鎢絲的原料為仲鎢酸氨(俗稱APT)，APT通入氮氣和氫氣的混合氣體加熱還原成藍色氧化鎢，依據生產要求配好附加劑，往藍鎢中依次摻入一定量的K2SiO3 和Al(NO3)3溶液[2]，產出的摻雜藍鎢通氫加熱還原成摻雜鎢粉，將摻雜鎢粉按粒度需求組批后加入鹽酸、氫氟酸進行酸洗，以除去多余的大量附加劑，再把不同粒度的摻雜鎢粉搭配混粉后使用冷等靜壓技術把摻雜鎢粉壓制成直徑Φ20mm、根重3kg的鎢圓棒，將鎢圓棒在預燒爐內進行通氫低溫燒結，制成使之具有一定強度的鎢坯條，然后在氫氣保護下通電進行垂熔高溫燒結制成摻雜鎢條。
垂熔高溫燒結是一個比較復雜的物理化學過程，是從鎢粉性能轉變為致密鎢材性能的重要工序。垂熔高溫燒結過程中鎢壓坯的物理機械性能和幾何尺寸會發生顯著變化，一般表現出坯條各方向收縮、密度提高和硬度增加，向致密體材料接近。鎢坯的這種變化，是由于多孔體壓坯在加熱燒結過程中發生一系列的物理和化學變化的結果，即在高溫燒結過程中發生粘結、流動、擴散(表面擴散、體積擴散和晶界擴散等)、蒸發凝結、蠕變(或塑性流動)和再結晶過程所引起的。
聲明：
“高溫燒結鎢坯條產生環形框晶組織機理研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司
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2025年07月18日 ~ 20日 
