Díky vysoké mechanické pevnosti (17,5-19,3 g/cm³), bodu tání (3422 g/cm³) a ultra vysoké hustotě je slitina wolframu uznávána v pokročilém vojenském, leteckém a jaderném inženýrství. Ale, to. Stále je spojeno s vysokým zpracováním. obtížnost. Tato obtíž pramení z oxidace při nízkých a vysokých teplotách, odolnosti zpracovávaných materiálů vůči deformaci a nízké teploty. V důsledku toho wolfram zkřehl a ztratil určitou tažnost, což činí práci s ním velmi obtížnou. Jako řešení průmysl vyvinul klíčové technologie včetně práškové metalurgie, pozitivní deformace a tváření plastů. S přesnou optimalizací procesu a zpevněním sintrování je možné dosáhnout vysoké přesnosti a výkonu wolframového povrchu. Níže se zabýváme pracovními metodami slitiny wolframu.
1. Prášková metalurgie: Základ výroby předlitků s vysokou-čistotou. Včetně, ale bez omezení na následující kritické činnosti, je prášková metalurgie prvním krokem při zpracování slitin wolframu.
1) Čištění suroviny a její následné směsi
Vybere se vysoce čistý wolframový prášek, který je větší nebo roven 99,95 procentům, a poté se během kulového mletí a prosévání rovnoměrně smíchá se složkami slitiny nikl, železo a kobalt. Tvařitelnost prášku je v rozmezí 5 až 10 mikronů. Pro specifické aplikace, jako jsou materiály používané při jaderné fúzi, se částice sekundární fáze, jako je karbid titanu, TiC, a oxid yttritý, Y2O3, používají ke zlepšení odolnosti vůči záření se zvýšenou disperzí-.
2) Tváření a předběžné-slinování
Účty se připravují pomocí izostatického lisování (tlak větší nebo roven 2500 MPa) nebo lisovacími-technikami. Typické rozměry jsou tyče nebo desky 12×12×400 mm. Před-slinování se provádí při 1200 stupních po dobu jedné hodiny ve vodíkové atmosféře, aby se zpočátku zvýšila pevnost a vodivost sochoru.
2. Zpracování plastů: klíč k překonání úzkého hrdla křehkosti. Nízká tažnost wolframových slitin vyžaduje přesné zpracování pomocí vysokoteplotního tváření plastů: -:
1) Válcování za tepla a za tepla
Válcování za tepla začíná při teplotě předvalku 1350-1500 stupňů. Vícenásobným válcováním se tloušťka plechu sníží z 8 mm na 0,5 mm. Válce musí být předehřáté na 100-350 stupňů, aby se snížila odolnost proti deformaci. Válcování za tepla (1200 stupňů) dále zjemňuje plech na 0,2 mm. Mazání grafitem nebo disulfidem molybdeničitým se v průběhu procesu rozstřikuje, aby se zabránilo praskání.
2) Kování a tažení drátu
Kování se provádí ve vodíkové atmosféře při 1400-1600 stupních. Toto rotační kování přemění předvalek na stejnoměrnou kruhovou tyč (konečný průměr 3 mm) s hustotou 18,8-19,2 g/cm³. Tažení drátu využívá proces "tažení za tepla". Po předehřátí na 100-350 stupňů je plech postupně tažen přes napínač řetězu na jemnější tloušťku drátu menší než 0,06 mm, vhodný pro aplikace v elektronice a osvětlení.
3. Proces slinování: Zlepšení hustoty a výkonu. Slinování je důležité pro zvýšení hustoty a mechanických vlastností wolframových slitin. Ty důležité jsou:
(1) Vertikální tavení (samo-inhibované slinování): Proud je posílán přímo přes sochor, aby se vytvořil Jouleův ohřev. Jak je proud spékán z proudu, který se taví. Řídí počet zrn na asi 10 000 až 20 000 zrn na mm² a hustotu na 17,8 až 18,6 gramů na cm³. Je ideální pro drát a malé díly.
(2) Spark Plasma Sintering (SPS): Spojuje pulzní proud spolu s určitým tlakem a dosahuje rychlého zhuštění pod 2000 0 C, přičemž velikost zrna je nižší než 300 nm a značné zlepšení odolnosti proti tečení
3) Dvou-krokové beztlakové slinování: Teploty jsou řízeny postupně (2300-2700 stupňů) ve vakuové nebo vodíkové atmosféře, přičemž se dosahuje teoretické hustoty přesahující 98 %. Je vhodný pro velkorozměrové trubky a speciálně tvarované díly.
4. Povrchová úprava a následné-zpracování: funkcionalizace a přesnost
1) Galvanické pokovování a povlakování
V reakci na naléhavou potřebu společnosti zabývající se galvanickým pokovováním snížit korozi a opotřebení mechanismů ropných polí jsme vyvinuli technologii galvanického pokovování slitin wolframu. Slitiny wolframu mají lepší odolnost vůči kyselinám a zásadám proti korozi a odolnost proti opotřebení a tvrdost srovnatelnou s chromovými galvanickými pláty. Komponenty horkých-sekcí vyžadují nástřik povlaky odolnými proti oxidantům (jako je -aluminid křemíku), aby se zmírnila katastrofická oxidace nad 1000 stupňů.
2) Obrábění a tepelné zpracování
Během fáze řezání, kdy používáme tvrdokovové nástroje, je nezbytné zvednout obrobky nad 200-500 stupňů, což je tažná-teplota křehkého přechodu, aby se eliminovalo riziko praskání. Proces "stárnutí" znamená, že obrobek musí projít primární fází modifikace, po které pak následuje sekundární fáze. Pokud je například slitina W-Re zahřátá na 1500 stupňů, pak víme, že v ní musíme dosáhnout teploty 1650 stupňů.
5. Inovativní procesy: Nové směry ve výzkumu
1) Metoda reakce in{1}}
Tento přístup provádí in situ reakci wolframového prášku s uhlíkem a dusíkem za vzniku vyztužujících fází karbidu wolframu (WC) a nitridu wolframu (WN). Tato reakce snižuje náklady na výrobu kompozitních materiálů.
2) Aditivní výroba
Tento přístup využívá technologii SLM (selektivní laserové tavení), která přímo vyrábí složité geometrické díly. V kombinaci s jinými technikami řeší SLM, nanoprášky a gradientní design prostorová omezení konvenčních metod.
Pro jaderné fúzní reaktory a hypersonická vozidla je potřeba několik pokročilých,-výkonných materiálů, což je hnacím motorem vývoje technologie zpracování wolframových slitin. Díky spolupráci v oblasti práškové metalurgie, tváření plastů a slinování a v rámci každé další šarže povrchové úpravy byla DBTT (duktilní-teplota křehkého přechodu) wolframových slitin snížena ze 400 stupňů pod pokojovou teplotu, čímž se zlepšila jejich odolnost vůči záření a oxidaci.
