引 言 摻雜鎢條的特性對鎢絲的高溫性能及加工性能有很大的影響。在一定范圍內(nèi)隨著鎢絲鉀含量提高，絲材高溫性能得到改善，但是隨著鎢粉鉀含量的提高，在鎢坯高溫燒結(jié)過程中就容易產(chǎn)生塊狀晶粒甚至環(huán)形框晶的不良燒結(jié)組織。而這些不良燒結(jié)組織由于塊晶的晶界強度較低，會使這種鎢坯條的加工性能惡化[1]，在壓力加工過程中會出現(xiàn)諸如成品率偏低、鎢桿探傷檢測裂紋率偏高等問題。因此制取具有適當鉀含量，比重及均勻晶粒結(jié)構(gòu)的摻雜鎢條顯得極為重要。 圖1是有環(huán)形框晶問題的垂熔鎢坯條加工到8.9mm的桿料表面照片，可以看到有很嚴重的橫向裂紋問題，這種情況會使得整根鎢材全部報廢，造成很大的經(jīng)濟損失。從這我們可以看出環(huán)形框晶的燒結(jié)組織對鎢坯條的壓力加工會造成無可挽回的影響。 圖1. 環(huán)形框晶坯條的8.9mm桿料表面 我們希望通過對整個高溫燒結(jié)過程不同階段的金相組織和鉀含量變化的研究，了解鎢坯條產(chǎn)生環(huán)形框晶的機理，從中尋找解決高鉀鎢粉高溫燒結(jié)避免產(chǎn)生大晶或框晶的方法，使我們在獲得優(yōu)越高溫性能的同時又可以避免類似環(huán)形框晶的不良燒結(jié)組織的出現(xiàn)。 一、根據(jù)溫度分析高溫燒結(jié)過程： 摻雜粗鎢絲的原料為仲鎢酸氨(俗稱APT)，APT通入氮氣和氫氣的混合氣體加熱還原成藍色氧化鎢，依據(jù)生產(chǎn)要求配好附加劑，往藍鎢中依次摻入一定量的K2SiO3 和Al(NO3)3溶液[2]，產(chǎn)出的摻雜藍鎢通氫加熱還原成摻雜鎢粉，將摻雜鎢粉按粒度需求組批后加入鹽酸、氫氟酸進行酸洗，以除去多余的大量附加劑，再把不同粒度的摻雜鎢粉搭配混粉后使用冷等靜壓技術(shù)把摻雜鎢粉壓制成直徑Φ20mm、根重3kg的鎢圓棒，將鎢圓棒在預燒爐內(nèi)進行通氫低溫燒結(jié)，制成使之具有一定強度的鎢坯條，然后在氫氣保護下通電進行垂熔高溫燒結(jié)制成摻雜鎢條。 垂熔高溫燒結(jié)是一個比較復雜的物理化學過程，是從鎢粉性能轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅苕u材性能的重要工序。垂熔高溫燒結(jié)過程中鎢壓坯的物理機械性能和幾何尺寸會發(fā)生顯著變化，一般表現(xiàn)出坯條各方向收縮、密度提高和硬度增加，向致密體材料接近。鎢坯的這種變化，是由于多孔體壓坯在加熱燒結(jié)過程中發(fā)生一系列的物理和化學變化的結(jié)果，即在高溫燒結(jié)過程中發(fā)生粘結(jié)、流動、擴散(表面擴散、體積擴散和晶界擴散等)、蒸發(fā)凝結(jié)、蠕變(或塑性流動)和再結(jié)晶過程所引起的。