Poznavanje bakrene industrije: proizvodni proces zlitine volfram-baker
Proizvodni proces bakrove zlitine volframa:
1. Metoda infiltracije taline volframovega bakra
Metoda infiltracije taline je stiskanje volframovega prahu v gredico, predhodno sintranje pri določeni temperaturi, da se pripravi porozno ogrodje volframove matrice z določeno gostoto in trdnostjo, nato pa se kovinski baker stopi z nižjim tališčem in ga infiltrira v volframov skelet za pridobitev gostejšega volframovega bakrenega materiala. Njegov mehanizem je v glavnem v tem, da ko kovinska tekoča faza zmoči porozno matrico, kovinska tekočina teče vzdolž reže delcev pod delovanjem kapilarne sile, da zapolni pore poroznega volframovega skeleta, s čimer dobimo gostejši material. Ta metoda lahko izboljša žilavost materialov iz volframovega bakra. Kompozitni material z visoko gostoto volframovega bakra, pripravljen z metodo infiltracije taline, ima dobro toplotno in električno prevodnost, vendar je za okostje volframa težko narediti vse pore povezane in skladne velikosti, prav tako je težko zagotoviti enotnost porazdelitev bakra v izdelku po infiltraciji taline, kar mora vplivati na lastnosti materiala. Z razvojem tehnologije skoraj neto oblikovanja za plastifikacijo prahu in naraščajočimi zahtevami sodobne znanosti in tehnologije za kompleksnost delov in komponent se je priprava volframovih skeletov razvila iz ene same tradicionalne praškaste metalurgije oblikovanja v kalupe do oblikovanja z ekstruzijo in brizganja. Na primer, RM German in drugi v Združenih državah so uporabili tehnologijo brizganja za pripravo volframovih skeletov in dosegli dobre rezultate. Vnaprej pripravljeno okostje iz volframa so predhodno sintrali pri 900 stopinjah in infiltrirali s taljenjem pri 1500 stopinjah 90 ~ 120 minut. Dobljena zlitina je imela odlično zmogljivost. Ker ima kompozitni material volfram-baker, pripravljen s to metodo, odlično delovanje, je najpogosteje uporabljen. Vendar ima ta metoda tudi velike pomanjkljivosti, ki se kažejo zlasti v potrebi po strojni obdelavi po infiltraciji za odstranitev odvečnega kovinskega bakra, kar poveča stroške naknadne obdelave, zmanjša stopnjo izkoristka in ni ugodno za uporabo v delih s kompleksnimi oblikami. .
2. Visokotemperaturno tekočefazno sintranje volframovega bakra
Visokotemperaturno sintranje v tekoči fazi je procesna metoda za pripravo kompozitnih materialov volfram-baker z mešanjem volframovega prahu in bakrovega prahu v določenem razmerju, stiskanjem in sintranjem v tekoči fazi. Tradicionalna metoda običajno izvaja visokotemperaturno sintranje v tekoči fazi pri temperaturi nad 300 stopinj nad tališčem bakra, da postane gost. Značilnost je, da je proizvodni proces preprost, vendar obstajajo slabosti, kot so visoka temperatura sintranja, dolg čas sintranja, velika količina izhlapevanja bakra, slaba zmogljivost sintranja in nizka gostota sintranja (samo 90 ~ 95 teoretične gostote), kar ne more izpolnjevati zahtev uporabe. Zato je treba za izboljšanje gostote materiala po sintranju v tekoči fazi dodati ustrezne korake naknadne obdelave, kot so ponovno stiskanje, vroče stiskanje, vroče kalciniranje itd., vendar to poveča kompleksnost postopka in omeji njeno uporabo. Volframov bakreni material, pripravljen z metodo eksplozivnega zbijanja AKBhalla18 et al. ima dober učinek visokotemperaturnega sintranja v tekoči fazi. Poleg tega je bilo v procesu sintranja v tekoči fazi pri visoki temperaturi ugotovljeno, da velikost delcev volframovega in bakrovega prahu vpliva tudi na gostoto sintranja kompozitov volframovega bakra. Čim bolj droben je prah, večja je gostota sintranja.
3. Ultrafini/nano-veliki volframov bakrov prah in enostopenjska metoda sintranja skoraj popolne zgoščenosti
Ultrafini/nano prah ima vrsto odličnih lastnosti: kot so fina zrna prahu, velika specifična površina, velik kontaktni vmesnik med praški, velika površinska aktivnost, velika pogonska sila sintranja, nizka temperatura sintranja, hitro zgoščevanje, visoka gostota in dobra zmogljivost brez dodajanje katerega koli aktivatorja. Zato ima kompozitni material volfram-baker, pripravljen z ultrafinim prahom, zelo visoko gostoto, visoko toplotno in električno prevodnost, zelo fino in enakomerno mikrostrukturo ter ima neprimerljive prednosti pred kompozitnim materialom volfram-baker, pripravljenim po običajnih metodah. Obstaja veliko metod za pripravo ultrafinih/nano volfram-bakrovih kompozitnih praškov, kot so mehansko legiranje (MA), sol-gel metoda (Sol-Ge1), mehansko-termokemična procesna metoda sinteze (Mechano-Thermochemical Process) itd.
4. Volfram-baker aktivirana tekoča faza sintranja
Sintranje z aktivirano tekočo fazo je metoda dodajanja količine v sledovih ({{0}}.1-0.5) tretjega kovinskega elementa, kot so Pd, Ni, Co, Fe itd. material volfram-baker za spodbujanje volframove faze, ki je netopna v bakru, da se raztopi v bakreni fazi in tvori 7-fazo, ki vsebuje te kovinske elemente med postopkom sintranja v tekoči fazi. V primerjavi z visokotemperaturno metodo sintranja v tekoči fazi ta metoda ne le zniža temperaturo sintranja in skrajša čas sintranja, temveč tudi močno izboljša gostoto sintranja. JL Johnsonl1 et al. proučevali aktivacijski učinek prehodnih elementov Pd, Ni, Co in Fe na sintranje volfram bakrenih materialov. Študija je pokazala, da imata Co in Fe najboljši aktivacijski učinek, ki lahko znatno izboljšata gostoto volframovih bakrenih materialov. Aktivacijski učinek Ni in Pd v W-Cu ni očiten, kar je slabše od tistega v čistem volframovem prahu. Razlog je v tem, da Ni, Pd in Cu tvorijo neskončno trdno raztopino in ne morejo imeti aktivacijskega učinka, medtem ko Co, Fe in Cu tvorijo le omejeno trdno raztopino. Med postopkom sintranja se bo druga faza, ki jo tvorijo elementi v sledovih, oborila na meji zrn in tvorila intermetalne spojine, ki spodbujajo zgoščevanje volframa. Študija JL Johnsona in RMGermana et al. o sistemu W-lOCu je tudi pokazala, da je učinkovitost materiala po 1-urnem sintranju pri 1300 stopinjah zelo dobra, ko je vsebnost Co 0,35. Sintranje v tekoči fazi z izboljšano aktivacijo lahko omogoči materialom iz volframovega bakra, da pridobijo večjo relativno gostoto, trdoto, upogibno trdnost in druge lastnosti. Vendar velja omeniti, da bo dodatek aktivatorjev vplival na električno in toplotno prevodnost visokoprevodnega faznega bakra in s tem znatno zmanjšal toplotno in električno prevodnost materiala, kar je neugodno za mikroelektronske materiale, ki zahtevajo visoko električno in toplotno prevodnost. . Zato so materiali, pripravljeni po tej metodi, primerni samo za priložnosti, kjer ni potrebna električna in toplotna prevodnost.
Vsi poznajo stopnje volframovih zlitin bakra. Pogovorimo se o metodi identifikacije volframovih bakrovih zlitin: če poznate vsebnost volframovega bakra, jo lahko izračunate na podlagi gostote, ki je groba identifikacija. Najbolj znanstveno preverjanje je analiza rentgenske difrakcije, ki lahko natančno vidi elemente, ki jih vsebuje material.
