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1、微量SiO2對(duì)釷鎢合金燒結(jié)性能的影響侯玉柏，丁舜，解峰，丁尉騎，劉山宇（江蘇北鎢新材料科技有限公司，江蘇泰州225509）摘要：介紹了釷鎢產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的歷史和現(xiàn)狀，說明了中頻燒結(jié)釷鎢合金的現(xiàn)實(shí)意義，實(shí)驗(yàn)采用在釷鎢粉末中添加微量石英粉的方式，降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)密度，實(shí)現(xiàn)了中頻燒結(jié)，并且滿足了后續(xù)加工工藝的要求。關(guān)鍵詞：SiO2；釷鎢；中頻燒結(jié)中圖分類號(hào):TG146.4；TF125.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AInfluencesofTraceSiO2onSinteringperformanceofThoriumTungstenAlloyHOUYu-bai，DINGShun，XIEFeng，DINGWei
2、qi，LIUShanyu(JiangSuBTMMFAdvancedMaterialsScience&TechnologyCO.,LTD,Taizhou225509，China)Abstract:Thedevelopmentandproductionprocessofthoriumtungstenalloyareintroduced.Itisexplainedthatpracticalsignificanceofthoriumtungstenalloysinteredbymediumfrequencyinductionfurnace.WhentraceSiO2ismixedintothorium
3、tungstenpowder,thedensityofthoriumtungstenalloysinteredbymediumfrequencyinductionfurnaceisincreased.Andprocessingtechnologyofthoriumtungstenalloyisachieved.Keywords:SiO2,thoriumtungstenalloy,sinteredbymediumfrequencyinductionfurnace1、前言傳統(tǒng)釷鎢的生產(chǎn)工藝是首先把APT（仲鎢酸銨）和稀土硝酸鹽混合溶液按一定配比進(jìn)行摻雜，經(jīng)過熱分解、兩段還原制得符合要求的稀土氧化物
4、鎢粉體。然后再經(jīng)過篩分、混粉、壓制、預(yù)燒，最后在氫氣的保護(hù)下進(jìn)行垂熔燒結(jié)制取坯條。再經(jīng)過多階段的旋鍛加工、再結(jié)晶退火、拉絲等一系列工藝制成不同規(guī)格的釷鎢制品。已修改刪除隨著科技的發(fā)展，尤其是近年來高溫技術(shù)的發(fā)展，冷等靜壓壓制和中頻爐感應(yīng)燒結(jié)逐漸代替了傳統(tǒng)的壓制方式和垂熔燒結(jié)，使得產(chǎn)品的成材率提高、能耗小、經(jīng)濟(jì)效益高（見圖1），由于中頻爐感應(yīng)燒結(jié)溫度（2400℃以下）低于垂熔燒結(jié)溫度（3000℃以上），雖然大部分鎢合金材料，如純鎢、鈰鎢、鑭鎢、鋯鎢、釔鎢等能夠適用于新的生產(chǎn)工藝，但是，對(duì)于釷鎢材料應(yīng)用以上的燒結(jié)工藝不能滿足加工密度（17.8g/cm3以上）的要求，其燒結(jié)密度只能達(dá)到16.0—16
5、.5g/cm3。眾所周知，Ni、Fe、Co等金屬元素能夠顯著降低鎢的燒結(jié)溫度，對(duì)鎢的活化燒結(jié)有很好的作用，但是這些元素的加入在提高燒結(jié)密度的同時(shí)，使得其加工性能嚴(yán)重惡化[1]。因此，在現(xiàn)有的燒結(jié)工藝條件下，尋求添加既能夠提高燒結(jié)致密度、又不影響加工性能和使用性能的微量物質(zhì)，是本實(shí)驗(yàn)的既定目標(biāo)。2、實(shí)驗(yàn)方法2.1釷鎢粉末制備首先將Th(NO3)4（硝酸釷）以濕法形式摻雜到APT（仲鎢酸銨）中制備稀土摻雜前驅(qū)粉末，然后經(jīng)過二次還原制得W-2%ThO2粉末。然后，將WTh20（含2%ThO2）粉末和石英粉（見表1）按一定比例混合后，球磨混料（見表2）。球磨工藝為：球磨罐為聚氨酯罐，為了杜絕球磨雜質(zhì)的
6、產(chǎn)生，磨球?yàn)橄嗤馁|(zhì)的釷鎢球。球料比為：2:1，為了防止氧化，抽真空后充氬氣保護(hù)，GMJ/B型磨球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為100rpm，球磨時(shí)長(zhǎng)見表（無球混料命名為：“0h”）。用費(fèi)氏粒度儀和馬爾文激光粒度儀測(cè)試球磨前、后的釷鎢粉粒度。表1：石英粉成分、粒度補(bǔ)充英文圖題及表題。表改為三線表。已按要求改正Table1.compositionandsizeofthequartzpowderSiO2%≥AL2O3%≤Fe2O3≤CaO+MgO%≤粒度99.0微0.01微-74μm表2：WTh20和石英粉的配比表已按要求改正Table1.MixingratioinweightofWTh20/quartzpowder
7、球磨時(shí)長(zhǎng)WTh20和石英粉的重量配比（WTh20：石英粉）ABCD0h（無球混料）1000:01000:11000:21000：310h20h30h2.2燒結(jié)工藝將球磨后的釷鎢粉冷等靜壓壓制，壓制壓力200MPa，保壓時(shí)間2min，壓制成單重1.0kg、Φ16×450(mm)的圓棒進(jìn)行中頻感應(yīng)爐燒結(jié)，爐內(nèi)為循環(huán)氫氣氛，露點(diǎn)-40℃，燒結(jié)工藝見圖2。圖2：中頻燒結(jié)工藝升溫曲線補(bǔ)充英文圖題。按要求修改
