[发明专利]一种采用电阻烧结法制备大规格钨板坯的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用电阻烧结法制备大规格钨板坯的工艺。

背景技术

采用烧结法制备钨板坯，传统技术中多是采用垂熔烧结或中频感应烧结，但是这两种烧结法均存在一定的缺点：（1）垂熔烧结：①、上、下两端温度偏低，温度梯度大，烧结密度一致性差；②、绝热性、封闭性差，使得耗电、耗氢量大，烧结成本高；③、垂熔条需切去两端夹头部分（4%左右），成材率降低；④、由于垂熔炉罩所限，一般只能烧结单重较小的制品。（2）中频感应烧结：制备的钨板坯的孔隙数量较多，分布于钨晶粒内部和晶界处，此外还存在少量大尺寸孔隙，造成后续深加工过程中出现掉角、掉边等现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备性能好、规格大的钨板坯的工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采用电阻烧结法制备大规格钨板坯的工艺，包括如下步骤：①、取所需量的钨粉；②、根据预生产钨板坯的规格选择胶套或者钢套，将所需量的钨粉紧实而均匀地装于所述的胶套或者钢套内，再进行密封；③、等静压压制（180MPa）；④、卸压、脱模；⑤、采用电阻烧结法进行烧结。

其中，上述步骤⑤中采用的电阻烧结法的具体过程为：i、3小时时间内由室温升至800℃ ，并保温3小时；ii、1小时时间内由800℃升至1050℃，并保温0.5小时；iii、1小时时间内由1050℃升至1350℃，并保温0.5小时；iv、2小时时间内由1350℃升至1700℃，并保温1小时；v、1.5小时时间内由1700℃升至2050℃，并保温2小时；vi、2小时时间内由2050℃升至2350℃，并保温8小时；vii、1.5小时时间内由2350℃降至1700℃，并保温10分钟；viii、自然冷却至100℃以下。

优选地，其电阻烧结法的过程中的步骤i、ii、iii中氢气流量为17ml/min，步骤iv及后面的步骤中氢气流量为10ml/min。

本发明的有益效果是：采用电阻烧结法的烧结温度低于传统的垂熔烧结的烧结温度，且升温慢、温度场均匀，从而可以提高制品的组织和性能；成材率高，能耗小，经济效益高，消除了传统工艺的产品在后续加工中所出现的掉角、掉边现象，表现出良好的机加工性能，即晶界处孔隙数量相对减少；方法简便易实施，适于在钨板坯制备中推广使用。

附图说明

附图1为一种对应中频感应烧结法与电阻烧结法的对比形貌图；

附图2为另一种对应中频感应烧结法与电阻烧结法的对比形貌图；

附图3为本发明中所采用的电阻烧结法的烧结工艺曲线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：

一种采用电阻烧结法制备大规格钨板坯的工艺，包括如下步骤：①、取所需量的钨粉；②、根据预生产钨板坯的规格选择胶套或者钢套，将所需量的钨粉紧实而均匀地装于所述的胶套或者钢套内，再进行密封；③、等静压压制（180MPa）；④、卸压、脱模；⑤、采用电阻烧结法进行烧结，如附图3所示，上述步骤⑤中采用的电阻烧结法的具体过程为：i、3小时时间内由室温升至800℃ ，并保温3小时；ii、1小时时间内由800℃升至1050℃，并保温0.5小时；iii、1小时时间内由1050℃升至1350℃，并保温0.5小时；iv、2小时时间内由1350℃升至1700℃，并保温1小时；v、1.5小时时间内由1700℃升至2050℃，并保温2小时；vi、2小时时间内由2050℃升至2350℃，并保温8小时；vii、1.5小时时间内由2350℃降至1700℃，并保温10分钟；viii、自然冷却至100℃以下，其电阻烧结法的过程中的步骤i、ii、iii中氢气流量为17ml/min，步骤iv及后面的步骤中氢气流量为10ml/min。

如附图1及附图2所示，明显对比出中频感应烧结法与电阻烧结法的优缺点，在采用中频感应烧结的钨板坯用于制造离子注入机的关键零件时经常遇到掉边、掉角现象。前已分析这是由于钨板坯内存在着较多的、分布于晶界的孔洞造成的。而在对电阻炉烧结的钨板坯进行进一步深加工过程中，没有出现掉角、掉边现象，表现出良好的机加工性能。其主要原因便是电阻炉烧结钨坯内部孔隙度降低，尤其是晶界处孔隙数量相对减少。