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鎢合金發展歷史

鎢合金發展歷史

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2017-07-15 | 瀏覽:2502次 ]


1907年,一種低鎳含量的鎢合金問世, 它是通過機械加工方法制備的,但是嚴重的脆性妨礙了它的應用。直到1909年,美國通用電器公司的庫利奇(w.D.Coolidge)通過粉末冶金法制得 鎢坯條,再利用機械加工生產出在室溫下具有延性的鎢絲,從而奠定了鎢絲加工業的基礎,也奠定了粉末冶金的基礎。

然而這種“延性”鎢合金在燈泡點燃后表現出明顯的脆性。1913年,平奇(Pintsch)發明了釷鎢絲(ThO2的 含量為1%~2%),從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起初,燈絲的下垂(見鎢絲的抗下垂性能)并不是一個問題,因為此時的燈絲是直絲,但1913年以后, 蘭米爾(Langmuir)將直絲改為螺旋絲,這樣,當燈泡使用時,高的工作溫度和自重的作用使燈絲下垂,因而純鎢和釷鎢都難以滿足使用要求。

為了解決鎢絲下垂和壽命短等問題,1917年,柏斯(A.Pacz)發明了高溫下“不變形”的鎢合金。起初,他在制備純鎢時采用耐火坩堝焙燒WO3,無意中發現用這種WO3還原所得鎢粉制成的鎢絲螺旋,經再結晶后異常神秘地不再下垂。隨后,經過218次反復實驗驗證,他終于發現在鎢酸(WO3·H2O)中添加鉀和鈉的硅酸鹽,經過還原、壓制、燒結、加工等制得的鎢絲,再結晶后形成相當粗的晶粒結構,既不軟又抗下垂,這是最早的不下垂鎢絲。柏斯的發現奠定了不下垂鎢絲的生產基礎,直到現在美國仍稱不下垂鎢絲為“218鎢絲”,以紀念柏斯的這項重大發現。

摻雜鎢合金的生產工序冗長,包括鎢冶煉、粉末冶金制坯和塑性加工幾個主要階段。

摻雜鎢合金的生產通常選用仲鎢酸銨(APT)為原料。從鎢精礦制取仲鎢酸銨除了傳 統的經典工藝外,20世紀50年代國際上開展了萃取法和離子交換法的研究,中國在70年代也采用了這些工藝,從而簡化了工藝流程,提高了鎢的回收率。20世紀60年代以來,許多國家都相繼采用藍色氧化鎢摻雜工藝代替三氧化鎢摻雜,從而提高了摻雜效果。鎢粉的酸洗是20世紀60年代開始應用于生產的,其主要目的在于洗去鎢粉中多余的摻雜劑、超細粉和部分有害雜質,從而改善加工性能,提高鎢絲的高溫性能。從20世紀60年代開始,孔型軋制法不斷得到應用。孔型軋制是使坯料在一對旋轉著的軋輥的孔 型中通過,在軋輥壓力的作用下使斷面減縮和長度延伸。

雖然只有少部分鎢礦最終被做成燈鎢絲和類似的產品,鎢在科學上和技術上所承擔的最重要的意義就是其研究成果向實際應用的轉換。所獲得的知識在粉末冶金新的領域,尤其是在硬質合金的制造上具有不可估量的價值。



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