壓制和燒結(jié)鎢制品的生產(chǎn)方法
【專利說明】壓制和燒結(jié)鎢制品的生產(chǎn)方法
[0001] 本發(fā)明屬于金屬粉末制造成品領(lǐng)域。
[0002] 用粉末冶金方法生產(chǎn)純鎢制品，在鎢坯密化的方法上，常采用傳統(tǒng)工藝即高溫?zé)?結(jié)，使制品收縮致密。燒結(jié)方式有直接加熱和間接加熱兩種。如用直接加熱，壓制坯先經(jīng)預(yù) 燒，再在2900°C以上垂熔。而且只能生產(chǎn)斷面較小的坯料，難于直接生產(chǎn)制品；用簡介燒結(jié) 法，可直接生產(chǎn)斷面較大的坯料和制品，但需要燒結(jié)性能較好的鎢粉，溫度大都在2000°C以 上，需要長時間燒結(jié)，而且產(chǎn)品易產(chǎn)生裂紋，對燒結(jié)制品要求嚴(yán)格。
[0003] 日本東京鎢有限公司用工業(yè)氫還原的1 一 10微米的鎢粉，用4~7噸/厘米2的 壓強(qiáng)，以淬火鋼模單軸法壓制出鎢坯，其密度可達(dá)65%~75%理論密度，然后再鑰絲爐內(nèi) 氫氣保護(hù)下緩慢升溫至1800°C保溫10~100小時，產(chǎn)品用高速高能機(jī)熱鍛，達(dá)到19. 0克/ 厘米2的密度，再以800~1600°C退火，這種方法所用的周期長，工藝復(fù)雜，能量消耗大，操 作困難。
[0004] 本發(fā)明的目的是：提供一種制造密度大，精密度高的鎢制品的生產(chǎn)方法。
[0005] 本發(fā)明采用工業(yè)氫一階段高溫還原的鎢粉，還原溫度為1150°C~1200°C。在剛性 模具中用單軸雙向法，可在室溫不加任何粘結(jié)劑，潤滑劑的情況下，把鎢粉壓制成高密度制 品，根據(jù)制品的密度需要，壓強(qiáng)在12~27噸/厘米 2,對應(yīng)密度為80~93%以上的理論密 度，壓型所用的模沖材料采用硬質(zhì)合金或淬火鋼。
[0006] 由于鎢坯的成型密度高，在1350°c~2000°C燒結(jié)2-4小時，就可以完成燒結(jié)，形成 致密的金屬鎢制品。燒結(jié)后慢冷或強(qiáng)冷均不產(chǎn)生裂紋。
[0007] 制品的表面磨削用真空吸附方法在平面磨床上進(jìn)行，把產(chǎn)品吸附在相應(yīng)的模具 上，模具上鑲有油密封橡皮圈，前側(cè)裝有2個銷釘，可以抵消磨削力，防止圓片發(fā)生平移和 轉(zhuǎn)動。磨削后的產(chǎn)品可達(dá)較高的光潔度，且放取方便。
[0008] 本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，對鎢粉粒度要求寬，在室溫下可直接將鎢粉壓制到80%~ 93%以上的理論密度。而不分層、不開裂。打破了一般認(rèn)為普通單軸壓制，不可能得到密度 高于75%理論密度鎢坯的傳統(tǒng)看法。燒結(jié)溫度低且時間短，對燒結(jié)制度無嚴(yán)格的要求，易 于操作，燒結(jié)后的產(chǎn)品幾何尺寸變化不到1/2000,周邊光潔度高，且省掉了熱鍛和退火等工 序。燒結(jié)后就得到高致密的純鎢制品。種植，本發(fā)明簡化了生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié) 省了大量能源，大大降低了生產(chǎn)成本。
[0009] 本發(fā)明所用的方法：也適用于鎢復(fù)合材料制品的生產(chǎn)。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例：將本發(fā)明所用的鎢粉105克，放入Θ50毫米園模內(nèi)，在普通壓力 機(jī)上施壓強(qiáng)20噸/厘米 2,壓制出3毫米厚鎢坯，密度達(dá)90 %理論密度，將鎢坯在氫氣保護(hù) 下，在1350-1500°C燒結(jié)2小時，就可以成為致密的金屬鎢園片，然后將鎢片推入水冷套中 強(qiáng)冷，得到的產(chǎn)品的尺寸變化小于生坯相應(yīng)尺寸的1/2000,周邊光潔度為▽ 6,采用前述方 法磨平面，最終產(chǎn)品單面不平直度小于〇. 01毫米，雙面布平行度小于〇. 01毫米光潔度達(dá) ▽ 8。本品完全符合做半導(dǎo)體支承材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)鎢制品的方法，屬于金屬粉末制造成品領(lǐng)域，它包括鎢粉制備、壓制成型、 燒結(jié)致密、機(jī)械磨削，本發(fā)明的特征在于用高溫還原鎢粉，高壓成型制品，在適宜溫度和時 間下燒結(jié)，制品采用真空吸附法磨削。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明的特征在于室溫下，壓制壓強(qiáng)為12~27噸/厘 米2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明的特征在于生鎢坯密度達(dá)80~93%理論密度， 燒結(jié)溫度1350°C~2000°C，燒結(jié)時間為2~4小時。4. 根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的方法，本發(fā)明的特征在于燒結(jié)溫度以1350°C~ 1500°C，燒結(jié)時間以2小時為最佳。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明的特征在于所使用的鎢粉是一階段高溫還原的 鎢粉，還原溫度為1150°C~1200°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的方法，本發(fā)明的特征在于磨削采用真空吸附模 具，模具上鑲有油密封橡皮圈和兩個銷釘。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明也適合生產(chǎn)鎢復(fù)合材料制品。
【專利摘要】壓制和燒結(jié)鎢制品的生產(chǎn)方法，屬于金屬粉末制造成品領(lǐng)域。利用高溫還原鎢粉，在室溫下，采用12-27噸/厘米2的高壓強(qiáng)，在剛性模中，用單軸雙向法，直接把鎢粉壓制成密度為80～93％以上理論密度的制品，在1350℃～2000℃溫度下用氫氣保護(hù)燒結(jié)2-4小時，然后強(qiáng)冷或緩冷，得到尺寸變化不大于生坯1/2000的致密金屬制品。表面磨削采用專門真空吸附模具，使制品達(dá)到較高的精度和光潔度。本方法，除生產(chǎn)純鎢半導(dǎo)體支承材料外還可用于生產(chǎn)鎢復(fù)合材料制品。
【IPC分類】B22F3/24, B22F9/22, B22F3/16
【公開號】CN105618758
【申請?zhí)枴緾N201410598005
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】江志鑫
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月30日