粉末冶金钨坯(tungstenbilletbypowclermetallur面calprocess)

以钨粉为原料用预处理、压形、烧结等粉末冶金方法制成的坯。生产粉末冶金钨坯的主要工艺流程如图1所示。钨粉先经预处理，即还原。还原的目的是除氧净化，然后根据坯的用途采用3种不同的工艺路线制坯。

(1)第1种制坯工艺(图1，方案I)适于生产电工用钨丝的坯，不允许掺杂，要求高纯度和高密度，因此将还原粉直接压条。图2为压条用钢压模。这种压条中的孔隙占30％左右，强度不高，导电性差，需要经过预烧结。预烧结后的压条经直接烧结或间接烧结制成钨坯。

直接烧结即高温烧结又称垂熔。图3为垂熔炉的示意图。垂熔通常是在水冷炉罩内进行。钨条预烧结坯被固定在钼或钨夹之间，电流通过夹头而流过钨坯。因

为坯在烧结过程中明显地收缩，所以，夹头需要连接一个弹簧，这样至少一端可以自由移动。炉壁上装有一个窗口，供用光学高温计测钨条烧结时的表面温度。也有用通过恒定电压下的电流输入来控制温度的，这种输入电流是以钨条开始熔化时的安培数的百分数表示。垂熔所需功率决定于钨条的长度和截面。

垂熔时，开始电流不能太大，以防上端局部熔化。电流应逐渐增大，直到2700～3100℃的最终温度，在此温度下保持30～60min。垂熔后的钨条相对密度可达88.5％～96.0％。

当坯的尺寸过大，超过垂熔炉的能力时也采用间接烧结法，如稀土金属冶炼用的致密化钨坩埚，其外形尺寸司达d100mm*150mm~230mm。钨坩埚要求用高纯钨制造，不允许掺杂和加成形剂。间接烧结使用电阻炉(钨棒炉)或感应炉，在氢气或真空中进行。图4为电阻烧结炉示意图。

间接烧结的钨坯，一般宁可用等静压制也不用压模压制。因为，等静压制的坯密度分布均匀，烧结时变形小，且坯块形状接近产品形状，又不需要更多的后处理。若要求表面光滑和高精度时，可辅以烧结后切削加工。

(2)第2种制坯工艺适用于对钨坯纯度要求不苛刻、允许添加活化元素的坯。少量活化元素的加入，可以活化烧结过程(见粉末冶金烧结工艺)，如电工用的触点材料。常用的活化元素有镍、钴等。活化剂的加入，常采用盐(草酸盐或硝酸盐)的水溶液均匀地包覆在钨粉粒上，然后经过焙解成氧化物，再于800～840℃氢气中还原获得活化元素包覆钨粉的混合粉，最后经过压制、烧结成坯。由于活化元素的加入，可将烧结温度由2000~2400^oC降到1400^oC右。

第3种制坯工艺用于对导电性要求不高、利用钨的高密度的产品。最常见的如高比重合金，这种合金要求密度高，可以作惯性台的惯性元件(如陀螺转子)。这种工艺往往添加一定的低熔点元素，形成液相烧结(见粉末冶金烧结理论)来达到高密度。如W—Ni—Cu合金，以镍和铜盐的水溶液包覆钨粉粒，经焙解一还原一压形一烧结成坯。由于采用液相烧结，可于1400℃以下完成烧结过程，其密度可达17g／cm。左右。