引 言
掺杂钨条的特性对钨丝的高温性能及加工性能有很大的影响。在一定范围内随着钨丝钾含量提高，丝材高温性能得到改善，但是随着钨粉钾含量的提高，在钨坯高温烧结过程中就容易产生块状晶粒甚至环形框晶的不良烧结组织。而这些不良烧结组织由于块晶的晶界强度较低，会使这种钨坯条的加工性能恶化[1]，在压力加工过程中会出现诸如成品率偏低、钨杆探伤检测裂纹率偏高等问题。因此制取具有适当钾含量，比重及均匀晶粒结构的掺杂钨条显得极为重要。
图1是有环形框晶问题的垂熔钨坯条加工到8.9mm的杆料表面照片，可以看到有很严重的横向裂纹问题，这种情况会使得整根钨材全部报废，造成很大的经济损失。从这我们可以看出环形框晶的烧结组织对钨坯条的压力加工会造成无可挽回的影响。
图1. 环形框晶坯条的8.9mm杆料表面
我们希望通过对整个高温烧结过程不同阶段的金相组织和钾含量变化的研究，了解钨坯条产生环形框晶的机理，从中寻找解决高钾钨粉高温烧结避免产生大晶或框晶的方法，使我们在获得优越高温性能的同时又可以避免类似环形框晶的不良烧结组织的出现。
一、根据温度分析高温烧结过程：
掺杂粗钨丝的原料为仲钨酸氨(俗称APT)，APT通入氮气和氢气的混合气体加热还原成蓝色氧化钨，依据生产要求配好附加剂，往蓝钨中依次掺入一定量的K2SiO3 和Al(NO3)3溶液[2]，产出的掺杂蓝钨通氢加热还原成掺杂钨粉，将掺杂钨粉按粒度需求组批后加入盐酸、氢氟酸进行酸洗，以除去多余的大量附加剂，再把不同粒度的掺杂钨粉搭配混粉后使用冷等静压技术把掺杂钨粉压制成直径Φ20mm、根重3kg的钨圆棒，将钨圆棒在预烧炉内进行通氢低温烧结，制成使之具有一定强度的钨坯条，然后在氢气保护下通电进行垂熔高温烧结制成掺杂钨条。
垂熔高温烧结是一个比较复杂的物理化学过程，是从钨粉性能转变为致密钨材性能的重要工序。垂熔高温烧结过程中钨压坯的物理机械性能和几何尺寸会发生显著变化，一般表现出坯条各方向收缩、密度提高和硬度增加，向致密体材料接近。钨坯的这种变化，是由于多孔体压坯在加热烧结过程中发生一系列的物理和化学变化的结果，即在高温烧结过程中发生粘结、流动、扩散(表面扩散、体积扩散和晶界扩散等)、蒸发凝结、蠕变(或塑性流动)和再结晶过程所引起的。
声明：
“高温烧结钨坯条产生环形框晶组织机理研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：厦门虹鹭钨钼工业有限公司
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2025年05月23日 ~ 25日 
