การเตรียมโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูง

โลหะผสมทังสเตนเป็นโลหะผสมสองเฟสที่มีความหนาแน่นสูง (มากกว่าหรือเท่ากับ 16.5g/cm3) หรือที่เรียกว่าโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูง ปัจจุบันโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูงไม่เพียงแต่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการทหาร เช่น การบิน การบินและอวกาศ และอาวุธ แต่ยังมีการใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรมพลเรือนอีกด้วย กระบวนการเตรียมโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูงคือ:

1. การออกแบบส่วนผสม

ในโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูง โดยทั่วไปปริมาณทังสเตนจะอยู่ที่ 85-98wt% นอกจาก W แล้ว องค์ประกอบที่มีเนื้อหามากกว่าในโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูง ได้แก่ Ni, Fe (Cu ฯลฯ) เมื่อเตรียมโลหะผสมทังสเตนความหนาแน่นสูง องค์ประกอบหรือสารประกอบ เช่น Mo, Ta, Re และ La ก็จะถูกเติมเข้าไปด้วย

2. การทำแป้ง

การใช้ผงที่มีความบริสุทธิ์สูง ขนาดอนุภาคเล็ก และความสม่ำเสมอที่ดีจะทำให้เกิดโลหะผสมที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ในด้านการผลิตผง ผงนาโนเป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความนิยมและส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภทดังต่อไปนี้:

1) วิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอย

วิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยเป็นตัวเลือกแรกในการเตรียมสารละลายเกลือดั้งเดิมที่มีองค์ประกอบบางอย่าง สารละลายเกลือประกอบด้วยทังสเตนและเมทัลคลอไรด์ และสารละลายจะถูกทำให้เป็นละอองเพื่อสร้างหยดเล็กๆ เนื่องจากการระเหยอย่างรวดเร็วของตัวทำละลายและการสะสมตัวถูกละลายอย่างรวดเร็วในหยดเล็ก ๆ ทำให้ได้ผลึกผงที่มีองค์ประกอบทางเคมีสม่ำเสมอ

2) วิธีการผสมเชิงกล

วิธีการผสมเชิงกลคือการเลือกสัดส่วนหนึ่งของผงโลหะผสมทังสเตนเริ่มต้นและลูกบอลโลหะแล้วนำไปใส่ในโรงสีลูกบอล ภายใต้การกระทำของลูกบอลโลหะที่ความเร็วไม่เท่ากัน ผงจะผ่านการเชื่อมด้วยความเย็นและการเสียรูปหลายครั้ง และในที่สุดจะได้โครงสร้างที่ละเอียดยิ่งขึ้นและมีองค์ประกอบที่เล็กลง ผงคอมโพสิตสม่ำเสมอ

3. การขึ้นรูป

กระบวนการขึ้นรูปโลหะผสมทังสเตนแบบดั้งเดิมมากขึ้นคือการขึ้นรูปแบบอัด และกระบวนการทางเลือกใหม่คือการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปด้วยผงและการฉีดขึ้นรูปแบบผง เนื่องจากทั้งสองวิธีนี้ผสมผงโลหะผสมทังสเตนกับสารขึ้นรูป จากนั้นบีบและฉีดเข้าไปในเครื่องขึ้นรูป จึงมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการเตรียมชิ้นส่วนที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน การอัดขึ้นรูปผงและเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปแบบผงยังมีการเพิ่มสารขึ้นรูปทำให้สามารถนำไปใช้ได้กว้างขึ้น

4. การเผาผนึก

เนื่องจากมีเฟสของแข็ง

วิธีการเผาผนึกมีข้อกำหนดค่อนข้างสูงสำหรับขนาดของผงโลหะผสมดั้งเดิม วิธีการเผาผนึกด้วยเฟสของเหลวต้องใช้เวลาในการเผาผนึกนานและอาจทำให้เกิดการพังทลายและการเสียรูปได้ง่าย จากข้อดีและข้อเสียของทั้งสอง คนได้เสนอกระบวนการเผาผนึกสองขั้นตอนของการเผาผนึกเฟสของแข็ง + การเผาผนึกเฟสของเหลว เนื่องจากการเสียรูประหว่างการเผาผนึกสองขั้นตอนมีขนาดเล็กลง โครงสร้างของโลหะผสมทังสเตนที่ได้รับจึงมีความสม่ำเสมอมากขึ้น และคุณสมบัติของวัสดุจะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ดังนั้นจึงมีการใช้การเผาผนึกแบบสองขั้นตอนอย่างกว้างขวาง นอกจากนี้ เทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยพลาสมาแบบปล่อยและไมโครเวฟที่พัฒนาขึ้นใหม่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายังได้รับการส่งเสริมและใช้งานอีกด้วย