钨及钨合金注射成形研究进展

高性能钨合金制备技术研究现状高性能钨合金具有优异的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空、汽车、电子、化工等领域。

在当前高新技术的发展中，提高钨合金制备工艺的效率和质量已成为关键问题。

本文总结了高性能钨合金制备技术的研究现状，探讨了其存在的问题和发展趋势。

高性能钨合金的制备方法主要包括粉末冶金、物理气相沉积、化学气相沉积、扩散焊接、热等静压、等离子喷涂等几种。

粉末冶金是一种常见的制备方法，它具有加工性能好、易控制等优点。

但是，粉末冶金钨合金的烧结过程存在高温、高压和氧化等问题，容易造成钨粒度的增大和裂纹的产生，进而影响钨合金的性能。

为了解决这些问题，研究者采用添加稀土元素、碳化物和氧化物等方法，改善钨合金烧结过程。

物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）是目前研究中的热点。

物理气相沉积方法具有覆盖范围广、沉积速度快、几何形状多等优点。

但是，PVD方法不能覆盖靠近壁面的细小结构，而且容易发生气体分解导致厚度分布不均匀的问题。

CVD方法能够解决PVD方法的问题，但是其制备过程复杂，需要较高的加热温度和反应时间，且需使用高昂的精密仪器和设备来监测和控制反应。

扩散焊接是一种利用化学反应强制促进扩散形成铁素体体系和其他相的方法，具有成型简单、高效节能等优点。

但是，扩散焊接钨合金存在杂相、粗晶和组织不均匀等问题，易导致材料失效或变形。

热等静压（SHS）是一种利用自产生能量的化学反应，在高温条件下在粉末中形成热塑性复合材料的方法。

SHS技术具有高密度、无氧化、成分均匀、无显微裂纹等优点。

但是，SHS方法需要较长的时间和高温条件，经常受到气氛污染的影响，且容易产生非均匀的致密度和过量残余化学物质等问题。

等离子喷涂是一种高技术的涂覆方法，可在基材上形成致密、高硬度和耐磨损的陶瓷涂层，适用于制备钨合金外层涂层。

但是，等离子喷涂还存在制备成本高、容易损坏喷涂设备等问题。

在高性能钨合金制备方面，还面临一些基础问题，如控制材料性能、优化微观结构等。

国内钨及钨合金的研究新进展刘希星（江西省赣州虹飞钨钼材料有限公司，江西　赣州　３４１０００）摘 要：钨是一种极其珍贵的金属，我国地域广阔，物产和金属资源极其丰富，钨的开采和相关技术的研究应用都跻身于世界前列，本文就近几年国内钨及钨合金的研究新进展进行分析探讨，简要阐述我国目前钨资源和钨合金技术的应用及市场情况。

关键词：钨；钨合金；钨应用；研究进展中图分类号：ＴＧ１４６．４１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１５－０１４２－２Research and New Development of Domestic Tungsten and Tungsten AlloysLIU Xi-xing（Ｇａｎｚｈｏｕ　Ｈｏｎｇｆｅｉ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　＆　Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，Ｇａｎｚｈｏｕ　３４１０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ｉｓ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｐｒｅｃｉｏｕｓ．　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ａ　ｖａｓｔ　ｉｎ　ｔｅｒｒｉｔｏｒｙ　ａｎｄ　ａｂｕｎｄａｎｔ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．　Ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｆ　ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ｈａｓ　ｒａｎｋｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｒｏｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ．　Ｎｅｗ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｌｌｏｙ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ，　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｒｋｅｔ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Keywords: Ｔｕｎｇｓｔｅｎ；　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ａｌｌｏｙ；　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ；　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ我国在改革开放早期就已经提出大力发展以钨合金技术等生产研究技术为核心的推动金属资源应用探索的战略方针，并得到一大批当时运用钨及钨合金进行生产运作的厂家的支持；他们开始加大力度研究的同时也积极的宣传推广国家政策，使得我国的钨应用得到飞跃性的实质进步和长远的发展[1]。

高性能钨合金制备技术研究现状高性能钨合金是一种优质的材料，具有高熔点、高硬度和良好的耐磨性、耐腐蚀性等优良性能，在航空航天、汽车制造、机械加工等领域有着广泛的应用。

钨合金的性能受到制备工艺的影响，因此对高性能钨合金的制备技术进行研究对于提高其性能和扩大应用具有重要意义。

目前，国内外对高性能钨合金制备技术进行了大量的研究。

本文将重点介绍国际上钨合金制备技术的研究现状，包括原料选择、合金化工艺、制备工艺优化等方面的内容，以期为国内相关研究提供参考。

一、原料选择钨合金的原料主要包括钨粉和其他合金元素的粉末。

在原料选择方面，国际上的研究主要集中在提高原料纯度、改善原料颗粒度分布、优化原料配比等方面。

提高原料纯度是保证钨合金性能稳定的关键。

目前，采用的提高原料纯度的方法主要包括物理提纯、化学提纯、气相沉积等多种技术手段。

气相沉积技术因其快速、高效的特点受到了广泛关注，通过严格控制反应条件，可以获得纯度高、颗粒细小的钨合金原料。

改善原料颗粒度分布是提高合金均匀度的关键。

国际上普遍采用的方法是采用多级分级技术，通过多次粉碎、分级等工艺手段，使得原料的颗粒度分布更加均匀，提高了合金的成形性和均匀性。

优化原料配比是保证合金性能的重要手段。

通过精确控制原料的加入比例，可以调节合金中不同元素的含量，从而获得所需的合金性能。

目前国际上广泛应用的方法是采用计算机模拟和实验相结合的方法，通过对不同配比的原料进行试验，最终确定最佳的原料配比。

二、合金化工艺合金化是制备高性能钨合金的关键环节，主要包括化学还原法、粉末冶金法、溶液法等多种方法。

粉末冶金法是目前国际上应用最广泛的一种合金化工艺。

在粉末冶金法中，主要包括合金化前处理、均匀混合、成形、烧结等几个环节。

合金化前处理主要包括原料预处理、表面处理等工艺。

在原料预处理方面，主要通过粉碎、分级等手段，使得原料颗粒度更加均匀，提高了后续工艺的稳定性。

在表面处理方面，主要采用化学方法、物理方法等手段，去除原料表面的氧化物等杂质，提高了合金的成形性。

高性能钨合金制备技术研究现状钨合金是一种重要的高性能材料，具有高熔点、高强度、高硬度、良好的热膨胀性和抗腐蚀性等优异的性能，广泛应用于航空航天、化工、电子、冶金等领域。

随着科学技术的发展和应用领域的不断拓展，对钨合金的性能要求也日益提高，促使人们不断深入研究钨合金的制备技术，力求提高合金的性能，降低生产成本。

本文将从钨合金的研究意义、研究现状、制备技术及发展趋势等方面进行综述，以期为相关领域的研究和开发提供参考。

一、研究意义钨合金是一种重要的结构材料，其具有良好的热物理性能、化学性能和机械性能，被广泛应用于航空航天、电子、冶金等领域。

在航天航空领域，钨合金可用于制造导弹、火箭和飞行器的发动机、航空发动机等高温部件；在核工业中，钨合金也是一种重要的结构材料，用于制造核反应堆的燃料包壳等。

在化工领域，钨合金可用于制造耐高温、耐腐蚀的设备和工具。

当前，钨合金的研究主要集中在提高其力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能，以满足各个领域对材料性能的不断提高的需求。

而钨合金的制备技术就是实现这一目标的关键。

在制备技术方面，目前主要研究包括粉末冶金法、熔融法、化学气相沉积法等多种方法，这些方法在提高钨合金的性能和降低成本方面都具有各自的优点和局限性。

二、研究现状1. 粉末冶金法粉末冶金法是一种常用的钨合金制备方法，主要包括粉末混合、压制和烧结等步骤。

通过粉末混合，可以得到所需成分的均匀混合物；压制过程中，通过一定的压力使混合物形成一定形状的坯料；在烧结过程中，通过一定的温度和时间使坯料变得致密，并最终得到钨合金制品。

目前，粉末冶金法得到了广泛的应用，已经成为制备钨合金的主要方法之一。

其优点是制备过程简单，可以制备出粒度细、成分均匀的合金制品。

粉末冶金制备的钨合金晶粒尺寸偏大，晶粒长大速率快，导致了合金的力学性能不如理论值。

由于钨、镍等金属在混合过程中易发生氧化，影响了合金的性能。

2. 熔融法熔融法是将钨和其他金属原料一同放入熔融炉中，在高温下熔化后冷却得到钨合金坯料的方法。

高比重钨合金注射成形工艺研究王威【摘要】对高比重钨合金的注射成形工艺进行了研究,包括粉末的预处理,喂料制备、注射、脱脂和烧结工艺,并对材料的微观组织和机械性能进行了分析.研究表明:预处理后粉末的装载量可以达到58％,经过适当的注射工艺及热脱脂烧结工艺后,可以得到无缺陷的烧结坯.在一定的烧结温度范围内,烧结坯的密度、硬度等性能指标随着烧结温度的升高而增大.对95WNiFe材料而言,当烧结温度为1450℃,烧结时间为120 min时,其密度可达18.02 g/cm3,硬度为29 HRC,抗拉强度为792 MPa,屈服强度为612 MPa,延伸率为10％.【期刊名称】《中国钨业》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】5页(P34-38)【关键词】金属注射成形;高比重钨合金;脱脂烧结【作者】王威【作者单位】厦门钨业股份有限公司,福建厦门 361009;国家钨材料工程技术研究中心,福建厦门 361009【正文语种】中文【中图分类】TF125.20 引言钨基高密度合金（Tungsten Heavy Alloys，WHAs）亦称作“高比重钨合金”，是以钨为基体，W含量85%～99%（质量分数，下同），并添加有Ni、Fe、Mn、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成的合金，高比重钨合金具有热膨胀系数小、抗蚀性和抗氧化性能好、导电导热性能好、强度高、延性好、抗冲击韧性好等优异性能，被广泛用于国防工业、航空航天及民用工业等领域，作为配重块，动能穿甲弹弹芯和辐射屏蔽材料等[1]。

传统钨基高比重合金的制备是通过合金粉末混合，经模压成形或者等静压后再进行液相烧结而成，此时得到的产品形状简单，还需要后续复杂机加工才能得到最终的成品，高昂的制造成本限制了高比重材料在更多领域的推广应用。

随着3C行业（如智能手机，VR设备等）开始使用小尺寸高比重钨合金零件（单重0.2～2 g，尺寸2～20 mm，结构设计复杂，常常有中空、倒扣、插芯等特征）作为配重材料，对高比重钨合金的成形技术提出了更高的要求。

高性能钨合金制备技术研究现状高性能钨合金是一种广泛应用于电子、航空航天、军事等领域的重要材料。

为了提高钨合金材料的性能，并满足不同领域的需求，目前国内外开展了大量的研究工作，涉及到合金成分设计、粉末制备、烧结工艺等方面的技术研究。

下面将对高性能钨合金制备技术的研究现状进行详细介绍。

一、合金成分设计钨合金的基本成分是由钨和其他元素组成，通过合金成分的设计可以调节合金的力学性能、服役性能和热稳定性等。

目前，常用的合金成分设计主要有：1. 钨基合金：通过合适的合金成分设计，可以提高钨合金的塑性和延展性，使之更适用于成形加工等工艺。

2. 钨铜合金：钨铜合金具有良好的导电性和热传导性，常用于制造电接触材料。

二、粉末制备技术粉末制备是高性能钨合金制备过程中的关键环节。

常用的粉末制备技术包括机械合金化、化学气相沉积、物理气相沉积和溅射法等。

1. 机械合金化：机械合金化是将钨和其他合金元素的粉末混合在一起，并进行高能球磨、高能冲击等处理，使其形成均匀的合金粉末。

这种方法可以制备出粒度较小、分散度好的合金粉末。

2. 化学气相沉积：化学气相沉积是通过将金属有机化合物蒸发成气体，然后在适当的条件下，在基片上进行化学反应，从而得到钨合金薄膜或粉末。

这种方法可以制备出高纯度、纳米级的合金材料。

3. 物理气相沉积：物理气相沉积是将纯净的金属蒸发成气体，然后在低压环境下，使金属气体沉积在基片上形成薄膜或粉末。

物理气相沉积方法可以制备出颗粒大小均一、晶粒细小的合金粉末。

4. 溅射法：溅射法是通过将目标材料置于惰性气体环境中，并施加高电压，使金属离子溅射到基片上形成薄膜或粉末。

溅射法可以制备出致密度高、晶粒细小的合金材料。

三、烧结工艺烧结工艺是将钨合金粉末通过加热处理使其熔结成型的工艺。

烧结工艺的目的是提高钨合金材料的致密度、抗热膨胀性和力学性能等。

常用的烧结工艺包括热等静压烧结、真空烧结和等离子烧结等。

1. 热等静压烧结：热等静压烧结是将钨合金粉末放入模具中，施加高压和高温，使其在压力和温度共同作用下烧结成型。