钨 材 的 深 度 加 工

钨材的深度加工第1页，课件共50页，创作于2023年2月钨材的深度加工内容前言钨材加工流程及深度加工内容钨材深度加工主要技术及其分析钨制品的广泛应用结语第2页，课件共50页，创作于2023年2月前言

钨的宝贵性能：极高熔点（3410℃），低蒸汽压、高温下低膨胀性和尺寸稳定性，优异的高温力学性能和特殊的电性。钨的这些宝贵性能使钨成为当今高技术中的基础材料，国防建设中不可缺少材料和与人民生活质量息息相关的材料，因此，钨在国民经济中有着重要的地位和作用。第3页，课件共50页，创作于2023年2月

我国是世界钨资源大国，也是当今钨制品生产大国。2003年，钨制品实际产量达2570t左右，占我国钨消耗量15~16%。这表明，我国钨的加工制品有了长足发展。我国钨的深度加工仍需加速发展，目前钨制品所占比例偏小，只占全国钨消耗量15~16%，占钨总出口量的13.9%（包括硬质合金），高技术、高附加值产品及钨的应用产品比重就更小了。这说明我国钨的深度加工环节还薄弱，还有很大发展余地。

因此，发展钨制品，特别是钨材的深加工制品及其技术对于促进我国钨业发展具有特殊意义。第4页，课件共50页，创作于2023年2月1.钨材加工流程及深加内容

纯钨加工流程第5页，课件共50页，创作于2023年2月钨重合金烧结制品金属钨二大制品:

烧结制品，加工材制品第6页，课件共50页，创作于2023年2月钨加工材制品第7页，课件共50页，创作于2023年2月本报告重点:

钨材深加工技术,即把变形加工所得的加工材(板、带、箔、棒、丝、管等）转变成零件或部件的技术。第8页，课件共50页，创作于2023年2月钨材的深加工技术主要内容第9页，课件共50页，创作于2023年2月钨板材发热体（铆接法）钨-钨铆接电火花切割钨板成形第10页，课件共50页，创作于2023年2月钨丝网发热体（熔焊法）电火花切割熔焊片材成形编网第11页，课件共50页，创作于2023年2月2.钨材深加工主要技术及其分析

2.1成形加工技术

钨制品需解决二大性能问题：材料的使用性能，如应力断裂、蠕变、疲劳……材料的加工与成形性能第12页，课件共50页，创作于2023年2月2.1.1钨材成形加工曲线

延-脆转变温度，再结晶温度，推荐的冲、弯变形温度范围与板材厚度关系。板材厚度,mm延-脆转变温度第13页，课件共50页，创作于2023年2月●

延性-脆性转变温度（DBTT）

DBTT对钨材成形加工具有特殊意义：低于DBTT时，钨呈脆性，对其不能进行成形加工只有高于DBTT时，才能进行成形加工DBTT随着变形量增加而下降通常，钨的DBTT：150~450℃第14页，课件共50页，创作于2023年2月●

钨的再结晶温度（TR）

钨材成形加工另一个重要因素就是TR:温度超过TR时，钨发生晶粒长大，强度、硬度下降，脆性产生，不宜成形。TR是成形加工的上限温度纯钨再结晶温度范围：1150~1400℃第15页，课件共50页，创作于2023年2月●

成形加工温度范围

下限温度DBTT上限温度TR成形加工所采用的弯曲、冲、锻打均需在DBTT-TR范围内进行第16页，课件共50页，创作于2023年2月●

钨热旋压第17页，课件共50页，创作于2023年2月2.1.2影响DBTT的主要因素●

杂质元素氧、碳含量对DBTT影响

图4氧和碳对单晶和多晶钨的DBTT的影响延性-脆性转变，温度K第18页，课件共50页，创作于2023年2月

DBTT均随氧、碳含量增加而升高；在相同原子浓度时，氧对DBTT似乎更有害的影响。氧含量高时，易引起钨的脆化，主要是由于氧在晶界上的偏析，这种偏析降低了表面能，从而促使晶间破裂。碳的脆化作用是由于位错与碳化物颗粒间的相互作用，导致为消除位错应力和屈服应力提高第19页，课件共50页，创作于2023年2月

Plansee公司纯钨烧结坯的主要非金属杂质含量（μg/g)元素最大含量平均含量OCNHSPSi303010555030<5<10<5<1<220<10W纯度最小99.95%平均99.98%第20页，课件共50页，创作于2023年2月●

制备工艺和退火温度对DBTT影响

图钨板的DBTT与制备工艺和退火温度的关系退火温度（℃×102），保温1h电子束熔炼DBTT（℃）退火温度（F×102），保温1h粉末冶金电弧熔炼化学气相沉积第21页，课件共50页，创作于2023年2月

各种工艺制备的材料的DBTT均随退火温度升高而升高。粉末冶金和电弧熔铸材料的DBTT比其它工艺材料的DBTT低。就再结晶状态而言，在各类材料中粉末冶金的DBTT最高。成形加工一般都在<TR进行，因而粉冶法材料的DBTT更有利于成形加工。第22页，课件共50页，创作于2023年2月

图轧制钨板典型的加工显微组织(a)2.54mm厚，纵剖面，×250（b)1mm厚，纵剖面，×250

δ=89%，~280℃δ=95%，~240℃ab●

变形量对DBTT影响变形量增加，DBTT下降第23页，课件共50页，创作于2023年2月

图W-2ThO2的强度和断裂伸长率以及DBTT与烧结坯塑性变形程度的关系DBTT（℃）UTS（MPa)延伸率（%)变形量第24页，课件共50页，创作于2023年2月

图W-2ThO2丝的典型加工变形显微组织φ2.4mm，纵截面，×250，δ=95%第25页，课件共50页，创作于2023年2月●

晶粒度的影响

图晶粒度对钨的DBTT的影响DBTT°K第26页，课件共50页，创作于2023年2月

DBTT随着晶粒尺寸的增大先升高而后下降；中等晶粒度时（~0.1mm），DBTT达最高值；实验所得数据分散性较大，这是由于研究所用的各批材料的杂质量含量和分布不同所致；细晶粒钨材的DBTT较低，有利于成形加工；可通过细化晶粒的各种途径（如掺杂、添加稀土等），把材料的晶粒度调整到合适范围。

第27页，课件共50页，创作于2023年2月●

表面状态对DBTT的影响常用的表面处理法：电解抛光——去除加工中产生表面刮痕和裂纹

氧化法——钨品在空气中氧化，去除含碳层或消除表面划痕

喷射法处理工艺造成划痕或裂纹

研磨法钨材表面状态与处理方法关系密切，不同处理方法材料表面粗糙度不一样，导致对DBTT不同影响。由下面曲线可以看出：氧化法、电抛光法使材料的延性得到改善，机械法不利于延性改善，带缺口的延性最差。

第28页，课件共50页，创作于2023年2月变形加工时的变形量（%）图钨的表面状况对其延性-脆性转变温度的影响第29页，课件共50页，创作于2023年2月2.2接合技术

2.2.1熔焊钨材接合方法有机械接合、熔焊、钎焊、电阻焊、扩散焊、气相沉积等。最常用的熔焊方法：钨弧焊（TIG）和电子束焊（EB）；二者相比，电子束焊可得到更大的深度与宽度比值，更狭窄的热影响区。焊前先把待焊零件予热到700~800℃，以防焊接过程中的热冲击引起断裂。第30页，课件共50页，创作于2023年2月

熔焊一般在材料的低应力区进行，焊接区设计和选择十分重要，见下图，可进行W-W、W-WRe、W-MoRe焊接。第31页，课件共50页，创作于2023年2月

2.2.2钎焊采用金属或合金作充填材料，采用TIG或EB提供所需热源，选用保护气氛或真空进行钎焊。高温应用场合，可用Mo、Re、W等合金作为充填材料。Plansee公司所用的钨的或钨-石墨的钎焊充填材料如下：第32页，课件共50页，创作于2023年2月第33页，课件共50页，创作于2023年2月

2.3铆接钨的构件可以用钨铆钉或钼铆钉进行连接。Plansee公司所用的钨园头铆钉和埋头尺寸标准如下表：钨园头铆钉尺寸标准（与DIN660相似）第34页，课件共50页，创作于2023年2月钨埋头铆钉尺寸标准（与DIN661相似）第35页，课件共50页，创作于2023年2月2.3机械加工

车削：进刀量必须大，最好予先把工件加热到>200℃磨削：砂轮磨、切电火花加工切割第36页，课件共50页，创作于2023年2月2.4表面处理技术

必须通过脱脂和酸洗来除去工件表面的油、氧化物及沾污物。脱脂：常用三氯乙烯、全氯乙烯等溶剂碱洗：93~97%NaOH+7~3%KNO3,400~500℃,3~10分钟

WO3+2NaOHNa2WO4+H2O酸洗：碱后的酸洗，去除表面上碱洗后残留污点30%HNO3+70%H2O，50~60℃，15~20分钟熔融第37页，课件共50页，创作于2023年2月3.钨材深加工产品广泛应用

钨制品的品种繁多,应用十分广泛，覆盖许多工业部门。

航空航天舰艇核潜艇兵器军用电子国防军工能源机械冶金民用电子电光源微电子化工医疗玻璃汽车W手表家电用品体育器材办公用品民用工业生活日用品钨制品的广泛应用第38页，课件共50页，创作于2023年2月●

电光源

钨-钍阴极钨-钍（或纯钨）阳极宽银幕电影用的特殊光源（高压直流氙弧灯电极）掺杂钨灯丝、W5Re特灯丝、钨钍氙弧灯电极…….。第39页，课件共50页，创作于2023年2月●

电子工业

重要的电子管材料高功率微波管用的大表面积钨阴极第40页，课件共50页，创作于2023年2月●

电力工业

WCu高压触头WCu触头第41页，课件共50页，创作于2023年2月●

汽车工业

车辆马达点火器用的钨触点第42页，课件共50页，创作于2023年2月●

高温炉构件

高温炉发热体、隔热屏、支架上隔热屏中隔热屏发热体料架下隔热屏第43页，课件共50页，创作于2023年2月●

玻璃、陶瓷工业

高温流口W/Ir流口第44页，课件共50页，创作于2023年2月●

核工业

废核燃料再生处理用的钨坩埚第45页，课件共50页，创作于2023年2月●

医疗器件

CT机上准直仪钨片第46页，课件共50页，创作于2023年2月蒸镀用钨舟第47页，课件共50页，创作于2023年2月钨弧焊接电极第48页，课件共50页，创作于2023年2月4.结语