微量sio2对钍钨合金烧结性能的影响

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1、微量SiO2对钍钨合金烧结性能的影响侯玉柏，丁舜，解峰，丁尉骑，刘山宇（江苏北钨新材料科技有限公司，江苏泰州225509）摘要：介绍了钍钨产品生产工艺的历史和现状，说明了中频烧结钍钨合金的现实意义，实验采用在钍钨粉末中添加微量石英粉的方式，降低烧结温度，提高烧结密度，实现了中频烧结，并且满足了后续加工工艺的要求。关键词：SiO2；钍钨；中频烧结中图分类号:TG146.4；TF125.2文献标识码: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、前言传统钍钨的生产工艺是首先把APT（仲钨酸铵）和稀土硝酸盐混合溶液按一定配比进行掺杂，经过热分解、两段还原制得符合要求的稀土氧化物

4、钨粉体。然后再经过筛分、混粉、压制、预烧，最后在氢气的保护下进行垂熔烧结制取坯条。再经过多阶段的旋锻加工、再结晶退火、拉丝等一系列工艺制成不同规格的钍钨制品。已修改删除随着科技的发展，尤其是近年来高温技术的发展，冷等静压压制和中频炉感应烧结逐渐代替了传统的压制方式和垂熔烧结，使得产品的成材率提高、能耗小、经济效益高（见图1），由于中频炉感应烧结温度（2400℃以下）低于垂熔烧结温度（3000℃以上），虽然大部分钨合金材料，如纯钨、铈钨、镧钨、锆钨、钇钨等能够适用于新的生产工艺，但是，对于钍钨材料应用以上的烧结工艺不能满足加工密度（17.8g/cm3以上）的要求，其烧结密度只能达到16.0—16

5、.5g/cm3。众所周知，Ni、Fe、Co等金属元素能够显著降低钨的烧结温度，对钨的活化烧结有很好的作用，但是这些元素的加入在提高烧结密度的同时，使得其加工性能严重恶化[1]。因此，在现有的烧结工艺条件下，寻求添加既能够提高烧结致密度、又不影响加工性能和使用性能的微量物质，是本实验的既定目标。2、实验方法2.1钍钨粉末制备首先将Th(NO3)4（硝酸钍）以湿法形式掺杂到APT（仲钨酸铵）中制备稀土掺杂前驱粉末，然后经过二次还原制得W-2%ThO2粉末。然后，将WTh20（含2%ThO2）粉末和石英粉（见表1）按一定比例混合后，球磨混料（见表2）。球磨工艺为：球磨罐为聚氨酯罐，为了杜绝球磨杂质的

6、产生，磨球为相同材质的钍钨球。球料比为：2:1，为了防止氧化，抽真空后充氩气保护，GMJ/B型磨球磨机转速为100rpm，球磨时长见表（无球混料命名为：“0h”）。用费氏粒度仪和马尔文激光粒度仪测试球磨前、后的钍钨粉粒度。表1：石英粉成分、粒度补充英文图题及表题。表改为三线表。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、球磨时长WTh20和石英粉的重量配比（WTh20：石英粉）ABCD0h（无球混料）1000:01000:11000:21000：310h20h30h2.2烧结工艺将球磨后的钍钨粉冷等静压压制，压制压力200MPa，保压时间2min，压制成单重1.0kg、Φ16×450(mm)的圆棒进行中频感应炉烧结，炉内为循环氢气氛，露点-40℃，烧结工艺见图2。图2：中频烧结工艺升温曲线补充英文图题。按要求修改