[其他]压制和烧结钨制品的生产方法

说明书

本发明属于金属粉末制造成品领域。

用粉末冶金方法生产纯钨制品，在钨坯致密化的方法上，常采用传统工艺即高温烧结，使制品收缩致密。烧结方式有直接加热和间接加热两种。如用直接加热，压制坯先经预烧，再在2900℃以上垂熔，而且只能生产断面较小的坯料，难于直接生产制品;用间接烧结法，可直接生产断面较大的坯料和制品，但需要烧结性能较好的钨粉，温度大都在2000℃以上，需要长时间烧结，而且产品易产生裂纹，对烧结制度要求严格。

日本东京钨有限公司用工业氢还原的1-10微米的钨粉，用4～7吨/厘米²的压强，以淬火钢模单轴法压制出钨坯，其密度可达65%～75%理论密度，然后在钼丝炉内氢气保护下缓慢升温至1800℃保温10～100小时，产品用高速高能机热锻，达到19.0克/厘米³的密度，再以800～1600℃退火。这种方法所用的周期长，工艺复杂、能量消耗大，操作困难。

本发明的目的是：提供一种制造密度大、精度高的钨制品的生产方法。

本发明采用工业氢一阶段高温还原的钨粉，还原温度为1150℃～1200℃。在刚性模具中用单轴双向法，可在室温不加任何粘结剂、润滑剂的情况下，把钨粉压制成高密度制品，根据制品的密度需要，压强在12-27吨/厘米²，对应密度为80～93%以上的理论密度，压型所用的模冲材料采用硬质合金或淬火钢。

由于钨坯的成型密度高，在1350℃～2000℃烧结2-4小时，就可以完成烧结，形成致密的金属钨制品。烧结后慢冷或强冷均不产生裂纹。

制品的表面磨削用真空吸附方法在平面磨床上进行，把产品吸附在相应的模具上，模具上镶有油密封橡皮圈，前侧装有2个销钉，可以抵消磨削力，防止园片发生平移和转动。磨削后的产品可达较高的光洁度，且放取方便。

本发明优于现有技术，对钨粉粒度要求宽，在室温下可直接将钨粉压制到80%～93%以上的理论密度，而不分层、不开裂。打破了一般认为普通单轴压制，不可能得到密度高于75%理论密度钨坯的传统看法。烧结温度低且时间短，对烧结制度无严格的要求，易于操作，烧结后的产品几何尺寸变化不到1/2000，周边光洁度高，且省掉了热锻和退火等工序。烧结后就得到高致密的纯钨制品。总之，本发明简化了生产工艺，缩短了生产周期，节省了大量能源，大大降低了生产成本。

本发明所用的方法：也适用于钨复合材料制品的生产。

本发明的实施例：将本发明所用的钨粉105克，放入φ50毫米园模内，在普通压力机上施压强20吨/厘米²，压制出3毫米厚钨坯，密度达92%理论密度。将钨坯在氢气保护下，在1350-1500℃烧结2小时，就可以成为致密的金属钨园片。然后将钨片推入水冷套中强冷，得到的产品的尺寸变化小于生坯相应尺寸的1/2000，周边光洁度为6，采用前述方法磨平面，最终产品单面不平直度小于0.01毫米，双面不平行度小于0.01毫米，光洁度达8。本产品完全符合做半导体支承材料。