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钨合金发展历史

作者:本站      发布时间:2017-07-15      浏览:3561

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1907年,一种低镍含量的钨合金问世, 它是通过机械加工方法制备的,但是严重的脆性妨碍了它的应用。直到1909年,美国通用电器公司的库利奇(w.D.Coolidge)通过粉末冶金法制得 钨坯条,再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝,从而奠定了钨丝加工业的基础,也奠定了粉末冶金的基础。

然而这种“延性”钨合金在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年,平奇(Pintsch)发明了钍钨丝(ThO2的 含量为1%~2%),从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初,灯丝的下垂(见钨丝的抗下垂性能)并不是一个问题,因为此时的灯丝是直丝,但1913年以后, 兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝,这样,当灯泡使用时,高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂,因而纯钨和钍钨都难以满足使用要求。

为了解决钨丝下垂和寿命短等问题,1917年,柏斯(A.Pacz)发明了高温下“不变形”的钨合金。起初,他在制备纯钨时采用耐火坩埚焙烧WO3,无意中发现用这种WO3还原所得钨粉制成的钨丝螺旋,经再结晶后异常神秘地不再下垂。随后,经过218次反复实验验证,他终于发现在钨酸(WO3·H2O)中添加钾和钠的硅酸盐,经过还原、压制、烧结、加工等制得的钨丝,再结晶后形成相当粗的晶粒结构,既不软又抗下垂,这是*早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础,直到现在美国仍称不下垂钨丝为“218钨丝”,以纪念柏斯的这项重大发现。

掺杂钨合金的生产工序冗长,包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。

掺杂钨合金的生产通常选用仲钨酸铵(APT)为原料。从钨精矿制取仲钨酸铵除了传 统的经典工艺外,20世纪50年代国际上开展了萃取法和离子交换法的研究,中国在70年代也采用了这些工艺,从而简化了工艺流程,提高了钨的回收率。20世纪60年代以来,许多国家都相继采用蓝色氧化钨掺杂工艺代替三氧化钨掺杂,从而提高了掺杂效果。钨粉的酸洗是20世纪60年代开始应用于生产的,其主要目的在于洗去钨粉中多余的掺杂剂、超细粉和部分有害杂质,从而改善加工性能,提高钨丝的高温性能。从20世纪60年代开始,孔型轧制法不断得到应用。孔型轧制是使坯料在一对旋转着的轧辊的孔 型中通过,在轧辊压力的作用下使断面减缩和长度延伸。

虽然只有少部分钨矿*终被做成灯钨丝和类似的产品,钨在科学上和技术上所承担的*重要的意义就是其研究成果向实际应用的转换。所获得的知识在粉末冶金新的领域,尤其是在硬质合金的制造上具有不可估量的价值。