Производство компактного вольфрама до настоящего времени базируется на использовании метода порошковой металлургии, впервые разработанного русским ученым П.Г.Соболевским в 1826 г. для производства платиновых изделий. Этот метод применительно к получению компактного вольфрама был развит в 1909 - 1911 гг. американскими учеными Кулиджем и Финком. Этим же методом получают значительную часть компактного молибдена. Метод порошковой металлургии состоит [...]
Для получения проволоки и листов небольшого размера из порошков вольфрама и молибдена прессуют штабики - заготовки сечением от 10×10 до 40×40 мм и длиной 500 - 650 мм в стальных пресс-формах. При прессовании порошка получают изделие определенной формы, обладающее некоторой прочностью. Это достигается сближением частиц порошка и увеличением контактных поверхностей между ними, что способствует увеличению [...]
При гидростатическом прессовании порошок металла, помещенный в эластичную оболочку (из резины или другого полимерного материала), подвергается всестороннему сжатию с помощью жидкости, подаваемой под давлением в рабочую камеру. При гидростатическом прессовании нет трения порошка о стенки пресс-формы, что обеспечивает равномерную плотность спрессованной заготовки. Гидростатическим прессованием формуют заготовки цилиндрической или прямоугольной формы (сутунки для проката), а также [...]
В результате процесса спекания (выдержка спрессованного брикета при определенной температуре) достигается упрочнение брикета и его усадка (уменьшение объема пор). Брикет приобретает структуру, характерную для компактных металлов. Однако в отличие от металла, полученного плавлением, он все же обладает значительной остаточной пористостью, которая исчезает только после механической обработки штабика (ковки, протяжки).
Спекание вольфрамовых и молибденовых штабиков проводят в [...]
Предварительное спекание вольфрамовых штабиков ведут при 1150 - 1300 °С и молибденовых при 1100 - 1200 °С в муфельных электропечах (муфель из алунда) в среде водорода. Нагревателем служит молибденовая проволока. После выдержки в течение 30 - 120 мин (в зависимости от размеров) получают заметно упрочненные штабики, однако линейная усадка их незначительная (2 -3 %). Спрессованные [...]
Для получения штабиков, обладающих структурой, наиболее благоприятной для дальнейшей механической обработки, требуется нагрев вольфрамового штабика примерно до 2900 - 3000 °С, а молибденового - до 2200 - 2400 °С. Такую высокую температуру наиболее просто получить путем непосредственного пропускания электрического тока через штабик, упрочненный предварительным первым спеканием.
Штабик закрепляется в охлаждаемом водой колпаке между двумя зажимными контактами, [...]
Процессы, протекающие при спекании (усадка, рост частиц) обусловлены повышенной подвижностью атомов при температурах спекания. У атомов, расположенных на поверхности, в отличие от атомов, размещающихся внутри кристалла, не насыщены силовые поля, что создает избыток энергии, который проявляется в поверхностном натяжении, стремящемся сократить свободную поверхность кристаллов.
При температурах первого спекания (1150 - 1300 °С) поверхностные атомы обладают достаточной [...]
Спекание крупных заготовок ведут в печах с косвенным нагревом. Нагревателями служат графитовые стержни. Заготовки укладываются в графитовые контейнеры, которые с помощью механического толкателя проходят через камеру спекания, а затем камеру охлаждения. Спекание ведут при 1900 - 1950 °С в течение 6 - 9 ч при давлении в печи 0,13 Па. Контейнеры со штабиками загружают в [...]