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鎢及鎢基材料介紹
鎢是元素周期表中第74個元素，國內(nèi)鎢礦資源豐富，包括黑鎢礦和白鎢礦。單質(zhì)鎢具有銀灰色，硬度大，熔點高達(dá)3410℃，常溫下耐酸堿腐蝕。鎢主要用于制造燈絲和高溫合金，在航空火箭技術(shù)和軍事領(lǐng)域有重要應(yīng)用。此外，鎢還是制造高速鋼和永磁體鋼的關(guān)鍵元素。
稀之研發(fā)現(xiàn)在金屬中，鎢具有最高的熔點(3420℃)和最低的蒸氣壓。即使達(dá)到高真空技術(shù)的最高溫度，鎢依然能滿足其性能要求；低熱膨脹及其高熔點和完美的形狀穩(wěn)性使得鎢成為玻璃封裝技術(shù)絕佳的材料；鎢的電阻性能是鎢用作加熱材料和高溫爐材料的重要因素。鎢還具有高密度和良好的吸附能力，因此鎢經(jīng)還常用在電力輻射行業(yè)。
鎢具有很大的脆性，常溫因此難以加工。然而在稍高的溫度(200℃-500℃)下，鎢的韌性就會得到很大改善。鎢的高溫強(qiáng)度和應(yīng)力取決于加工率，在一定溫度下的退火處理對鎢的高溫強(qiáng)度和應(yīng)力影響也非常顯著。
因此稀之研在加工鎢制品，板帶需要熱軋。絲桿材料均加熱加工。
鎢的機(jī)械性能：鎢的機(jī)械性能會受到材料純度、合金元素種類和數(shù)量、熱處理（退火條件）以及晶相組織的影響。鎢是體心立方晶格結(jié)構(gòu)，在常溫下具有非常低的延展性。機(jī)械加工或添加合金可以降低鎢的脆韌轉(zhuǎn)變溫度，鎢的強(qiáng)度隨加工率的增加而增大。與大多金屬不同，加工也會增加鎢的延展性，在鎢中添加錸合金也可以起到增加常溫下鎢的延展的作用。添加少量的La的氧化物可以使鎢的機(jī)械性能，特別是蠕變強(qiáng)度得到明顯改善。
鎢的化學(xué)性能：鎢與鎢合金具有相似的耐腐蝕性能。對于熔融玻璃、氮?dú)狻⒍栊詺怏w以、熔融金屬以及陶瓷氧化物來說，即使在很高的溫度下，只要沒有其他的氧化劑存在，以上物質(zhì)只對鎢產(chǎn)生輕微的侵蝕。
鎢的主要物理性質(zhì)
|
原子序數(shù) |
74 |
|
密度/g·cm-3 |
19.246-19.256 |
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晶體結(jié)構(gòu) |
體心立方 |
|
熔點/K |
3663-3696 |
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沸點/k |
5973±200 |
|
臨界溫度/K |
13400±1400 |
|
臨界壓力/Pa |
(3.37±0.85)*108 |
|
彈性模量/GPa |
400 |
|
熱膨脹系數(shù)/K-1 |
4.5×10-6 |
|
熱導(dǎo)率/W·(m·K)-1 |
160 |
|
電阻率/ Ω·mm2·m-1 |
0.054 |
|
比熱/J·(g·K)-1 |
0.13 |
稀之研依資源優(yōu)勢研發(fā)以下鎢基合金：
鎢鎳銅合金（W-Ni-Cu）是一種以鎢為基體，并加入少量鎳、銅等化學(xué)元素組成的合金。這類合金因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，在多個工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。以下是鎢鎳銅合金的一些關(guān)鍵特性和應(yīng)用：
1. 物理性質(zhì)：
無磁性：鎢鎳銅合金沒有磁性，適用于對磁性環(huán)境敏感的場合。
高密度：合金的密度通常在16.5～18.5g/cm3之間，具有高比重特性。
高強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度為700～1000MPa，具有良好的機(jī)械性能。
導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱系數(shù)大，為模具鋼的5倍，適用于需要良好導(dǎo)熱性能的場合。
熱膨脹系數(shù)小：熱膨脹系數(shù)低，只有鐵或鋼的1/2～1/3，適用于精密儀器。
射線屏蔽能力：鎢鎳銅合金對X射線和伽瑪射線具有較好的吸收效果，屏蔽能力是鉛的1.7倍多。
2. 化學(xué)性質(zhì)：
環(huán)保性：相較于鉛的有毒性，鎢合金材質(zhì)具有環(huán)保特性，對人體安全不具有危害。
可加工性和可焊接性：具有良好的塑性、加工性和可焊接性，便于制造和加工。
3 應(yīng)用領(lǐng)域：
· 射線屏蔽防護(hù)：由于其高密度和優(yōu)異的射線吸收能力，廣泛應(yīng)用于對磁性環(huán)境敏感的射線屏蔽防護(hù)領(lǐng)域。
· 高壓電器開關(guān)電觸頭和電加工用的電極：利用其良好的導(dǎo)電能力和耐高溫性能。
· 陀螺儀轉(zhuǎn)子和磁場環(huán)境下工作的設(shè)備零部件：因其抗磁性能好。
· 配重件：利用其高比重特性。
鎢鎳鐵合金是一種重要的鎢基重合金。它們是在鎢中添加鎳、鐵而組成的合金，以及在這個基礎(chǔ)上再加入其他金屬元素的合金。鎢基高比重合金具有吸收高能射線的能力，且同時兼具熱膨脹系數(shù)低、塑性好、強(qiáng)度和彈性模量高、可加工、可焊接等特點，在民用工業(yè)中，廣泛應(yīng)用于射線屏蔽防護(hù)材料、配重材料、慣性材料、動平衡材料。在軍事裝備中，最常用于制備穿甲彈彈芯彈丸動能材料。
產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26038-2010 ASTM-B-777-99 (MIL-T-21014)
（1）比重大：一般比重為15.8-18.75g/cm3；
（2）強(qiáng)度高：抗拉強(qiáng)度為700-1000Mpa；
（3）吸收射線能力強(qiáng)：比鉛高30-40%；
（4）導(dǎo)熱系數(shù)大：鎢合金的導(dǎo)熱系數(shù)為模具鋼的5倍；
（5）熱膨脹系數(shù)?。褐挥需F或鋼的1/2-1/3；
（6）良好的可導(dǎo)電性能；因為其良好的導(dǎo)電性能而廣泛應(yīng)用于照明和電焊行業(yè)；
（7）具有良好的可焊性和加工性
鎢鎳鐵合金其特點是燒結(jié)密度高，強(qiáng)度與塑性均較好，有一定的鐵磁性。有良好的塑性和可切削性、良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，對γ射線或X射線有極好的吸收能力。
采用粉末冶金工藝，標(biāo)準(zhǔn)材料的制備需要經(jīng)過混料、壓制、燒結(jié)，完成鎢基高比重合金的各階段生產(chǎn)。如果材料需要進(jìn)一步加強(qiáng)性能，我們會根據(jù)性能要求設(shè)計工藝，保證材料達(dá)到滿足使用要求。
產(chǎn)品用途：1航空航天：由于其高比重和高強(qiáng)度，鎢鎳鐵合金常用于制造航空和航天器用的陀螺儀轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向裝置和減震裝置等關(guān)鍵部件。
1. 軍事應(yīng)用：在軍事領(lǐng)域，鎢鎳鐵合金因其高密度和良好的機(jī)械性能而被用于制造穿甲彈彈芯、導(dǎo)彈配重等。
2. 醫(yī)療防護(hù)：在醫(yī)療領(lǐng)域，鎢鎳鐵合金因其優(yōu)異的X射線和伽瑪射線吸收能力而被用于制造放射療法準(zhǔn)直儀與防護(hù)部件，如CT、直線加速器、PET、γ相機(jī)等設(shè)備的屏蔽部件。
3. 工業(yè)配重：在工業(yè)領(lǐng)域，鎢鎳鐵合金作為配重部件用于航空航天、汽車行業(yè)、運(yùn)動器材、原油和天然氣鉆探、燃?xì)廨啓C(jī)配重以及精密光學(xué)儀器等，確保設(shè)備的平衡性和穩(wěn)定性。
4. 電氣產(chǎn)品：鎢鎳鐵合金還用于制造電氣產(chǎn)品用的鉚頭和開關(guān)觸點等，因其良好的導(dǎo)電性和可加工性。
5. 核電及能源用部件：在核電站的冷卻系統(tǒng)主泵中，鎢鎳鐵合金作為慣性飛輪，確保在突然停電時主泵系統(tǒng)能繼續(xù)工作冷卻核電站，避免意外發(fā)生。
銀鎢合金 銀含量在20%-70%之間，鎢含量在30%-80%之間。由于銀和鎢的配比不同，鎢的熔點極高跟銀不能互熔，所以不能用傳統(tǒng)的方法制取 稀之研采用真空熔滲法生產(chǎn)，性能優(yōu)異， 質(zhì)量穩(wěn)定。選用高純度的鎢粉以及銀粉，混合攪拌均勻并置入造粒設(shè)備中完成粉末的制備。專業(yè)定制的真空燒結(jié)爐保證銀鎢合金內(nèi)部均勻無孔洞。
稀之研銀鎢工藝路線是粉末制備- 壓制- 燒結(jié)-熔滲-機(jī)加工-質(zhì)檢。
稀之研銀鎢產(chǎn)品銀鎢板、銀鎢棒、銀鎢絲、銀鎢觸點、銀鎢電極。
銀鎢牌號AgW30 AgW40 AgW50 AgW55 AgW60 AgW65 AgW70 AgW75 AgW80 AgW85
2.銀鎢復(fù)合材料化學(xué)成分與物理機(jī)械性能。
銀鎢符合國標(biāo)GB/T8320-2003 以及美國材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM B702（熔滲法）。根據(jù)應(yīng)用的不同，有可能在某些指標(biāo)上有細(xì)微差別。以下指標(biāo)參數(shù)作為參考。
|
牌號 |
化學(xué)成分（重量%） |
密度 |
硬度 |
電阻率 |
導(dǎo)電度 |
抗彎強(qiáng)度 |
||
|
Ag |
添加物總量≤ |
W |
g/cm³ ≥ |
布氏HB Kgf/mm³≥ |
μΩ.Cm ≤ |
% ≥ |
MPa ≥ |
|
|
W80Ag20 |
20±2.0 |
0.5 |
余量 |
16.10 |
180 |
4.6 |
37 |
726 |
|
W75Ag25 |
25±2.0 |
0.5 |
余量 |
15.40 |
165 |
4.2 |
41 |
686 |
|
W70Ag30 |
30±2.0 |
0.5 |
余量 |
14.90 |
150 |
3.8 |
45 |
657 |
|
W65Ag35 |
35±2.0 |
0.5 |
余量 |
14.50 |
135 |
3.6 |
48 |
- |
|
W60Ag40 |
40±2.0 |
0.5 |
余量 |
14.00 |
125 |
3.4 |
51 |
- |
|
W55Ag45 |
45±2.0 |
0.5 |
余量 |
13.55 |
115 |
3.2 |
54 |
- |
|
W50Ag50 |
50±2.0 |
0.5 |
余量 |
13.15 |
105 |
3.0 |
57 |
- |
|
W40Ag60 |
60±2.0 |
0.5 |
余量 |
12.40 |
85 |
2.6 |
66 |
- |
|
W30Ag70 |
70±2.0 |
0.5 |
余量 |
11.75 |
75 |
2.3 |
75 |
- |
銀鎢應(yīng)用
銀鎢材料有良好的焊接和耐腐蝕性能，因此在工業(yè)和國內(nèi)斷路器方面應(yīng)用很廣。各種類型的銀鎢提供了有較高導(dǎo)電性的更高的銀，較高的鎢使得其有更大的侵蝕和焊接性能。
銀鎢材料均采用較高鎢含量制成，為大型低壓斷路器燒毀了觸點，并攜帶一個穩(wěn)定的線電流塑殼斷路器接觸和各種保護(hù)斷路器的設(shè)備。這些觸點也可用于高電流接觸電阻接觸焊和電弧侵蝕。銀鎢電極一般用于鋁，鎂合金的交流焊接。
鎢銅合金
鎢銅合金產(chǎn)品有：鎢銅棒、鎢銅桿、鎢銅板、鎢銅塊、鎢銅塊
鎢銅材料以鎢和銅兩種元素組成的材料。鎢與銅不形成固溶體，也不形成金屬間化合鎢。而是以各自金屬組元獨(dú)立，均勻地存在。稀之研常用合金的含銅量為7%～50%。合金用粉末冶金方法制取，在很高的溫度下，如3000℃以上，合金中的銅被液化蒸發(fā)，大量吸收熱量，降低材料表面溫度。所以這類材料也稱為金屬發(fā)汗材料。兼有鎢和銅的優(yōu)點：耐高溫、耐電弧燒蝕、強(qiáng)度高、比重大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、熱膨脹小、易切削加工、并具有發(fā)汗冷卻等特性，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電力、電子、冶金、航空航天等工業(yè)。
● 電火花加工用電極針對鎢鋼、耐高溫超硬合金制作的模具需電蝕時，普通電極損耗大，速度慢。而鎢銅高的電腐蝕速度，低的損耗率，
● 耐高溫材料
鎢銅合金在航天航空中用作導(dǎo)彈、火箭發(fā)動機(jī)的噴管、燃?xì)舛?、空氣舵、鼻錐，主要要求是要求耐高溫(3000K~5000K)、耐高溫氣流沖刷能力，主要利用銅在高溫下?lián)]發(fā)形成的發(fā)汗制冷作用(銅熔點1083℃)，降低鎢銅表面溫度，保證在高溫極端條件下使用。
● 電阻焊用電極
綜合了鎢和銅的優(yōu)點，耐高溫、耐電弧燒蝕、強(qiáng)度高、比重大、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，易于切削加工，并具有發(fā)汗冷卻等特性，由于具有鎢的高硬度、高熔點、抗粘附的特點，經(jīng)常用來做有一定耐磨性、抗高溫的凸焊、對焊電極
● 電子封裝及熱沉材料
既有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導(dǎo)熱特性，其熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)電導(dǎo)熱性可以通過調(diào)整材料的成分而加以改變。
鎢錸絲鎢錸產(chǎn)品鎢錸絲、鎢錸棒、鎢錸板、錸板、錸棒、錸條、鉬錸合金
鎢錸合金 牌號W-Re 鎢錸絲具有一系列優(yōu)良性能高熔點、高強(qiáng)度、高硬度、高塑性、高的再結(jié)晶溫度、高電阻率，低蒸氣壓、低電子逸出功和低的塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度等。
鎢絲一旦經(jīng)高溫使用發(fā)生再結(jié)晶以后就變得很脆，在受沖擊或震動的情況下極易斷裂。在一些要求高可靠性的電光源產(chǎn)品中，為防止燈絲的斷裂，常在摻雜鎢絲中加入錸，稱為鎢錸絲，合金中含錸1%～5%（質(zhì)量），此外還摻入硅、鋁、鉀以改善材料的高溫性能。
2制作工藝
1：原料準(zhǔn)備原料為鎢粉和錸酸銨粉，鎢粉粒度小于4um，錸酸銨的粒度小于200um
2：原料分離將鎢粉和錸酸銨粉分別在分離器中進(jìn)行分離，使結(jié)團(tuán)顆粒充分分散
3：混料將經(jīng)分離器分離過的鎢粉和錸酸銨粉一并裝入高效混料器進(jìn)行混料，混料時間10-24小時
4：還原處理混合均勻的合金粉末在氫氣保護(hù)下進(jìn)行還原處理。還原處理分三個階段：第一階段：還原溫度200-350°時間1-2h第二階段：還原溫度400-600°時間1-2h第三階段：還原溫度700-900°時間1-2h各階段的處理時間根據(jù)處理設(shè)備條件，爐膛容積、裝料量而定
5：第二次混料經(jīng)還原后的合金粉末再次裝入高效混料器中進(jìn)行混合、混料時間8-20h
6：壓型燒結(jié)將第二次混料后的合金粉末壓制成坯條，坯條在1100-1300°的溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，時間0.4-1h，經(jīng)過預(yù)燒結(jié)的坯條在2600-3000°的溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行最終垂熔燒結(jié)，時間1-2h
7：旋鍛，拉拔加工燒結(jié)后的坯條在旋鍛機(jī)上進(jìn)行旋鍛加工成細(xì)棒，細(xì)棒在拉絲機(jī)上拉制成鎢錸合金絲
8：成品
3用途：
1用于高溫單晶藍(lán)寶石爐內(nèi)捆綁，還可以用于電阻絲，燈絲，離子源用絲。
2用作熱電偶材料
3 高溫結(jié)構(gòu)材料、耐磨材料、電極材料
4 金屬添加劑。超耐熱合金鑄造
4適用條件：真空、氫氣、惰性氣氛中使用，其使用溫度范圍0~2100℃。
5鎢錸絲直徑及允差：
|
直徑（毫米） |
0.5 |
0.3 |
0.1 |
|
允差 |
±0.03 |
±0.02 |
±0.02 |
釔鎢
1產(chǎn)品介紹
釔鎢 牌號WY 主要金屬成分為鎢，含1.8%-2.2%的氧化釔，電子逸出功為2.8eV-3.2eV.
釔鎢材料主要用于釔鎢電極。
釔鎢電極在焊接時，弧束細(xì)長，壓縮程度大。在中、大電流時其熔深最大。在焊接高強(qiáng)度鈦合金承力構(gòu)件，以及噴氣發(fā)動機(jī)高溫部件采用的單晶或粗晶材料金屬間化合物，陶瓷或金屬基復(fù)合材料等新型材料時，性能優(yōu)越。所以主要應(yīng)用于軍事工業(yè)和航空、航天工業(yè)。
1產(chǎn)品介紹
鋯鎢 牌號WZ 主要金屬成分為鎢，含少量0.2-0.9%的氧化釔，電子逸出功為2.5eV-3.0eV.
鋯鎢材料常用于鋯鎢電極。
鋯鎢電極在焊接時比純鎢容易起弧，而且弧束穩(wěn)定，也能更好的防治污染，載流能力也不錯。該電極最大的特點是在高負(fù)載電流的情況下，其端部能保持成圓球狀而減少滲鎢現(xiàn)象，并且有良好的抗腐蝕性。鋯鎢電極表現(xiàn)出來的優(yōu)越性能，是其他電極不可替代的
鑭鎢
1產(chǎn)品介紹
鑭鎢 牌號WL 主要金屬成分為鎢，含少量0.8-2.2%的三氧化鑭，電子逸出功為2.8eV-3.0eV.
鑭鎢材料常用于鑭鎢電極、鑭鎢桿、鑭鎢棒、鑭鎢板。
鑭鎢電極低電流下容易起弧，并且能穩(wěn)定低電流下的電弧。主要用于直流焊接，用于交流焊接時也表現(xiàn)良好。三氧化二鑭抗蠕變性能更好，延伸性強(qiáng)，攪拌率小，因而鑭鎢電極的尖端溫度更低，這樣有助于組織晶粒長大，提升電極使用壽命。如果無過載電流，鑭鎢電極壽命比釷鎢電極長，尤其擅長防止熱沖擊，短周期焊接中重復(fù)點火的情況下，焊接良好，避免污染。在焊接管道時，焊工對這種鑭鎢電極尤其滿意，因為使用壽命長而減少停機(jī)時間。
鈰鎢
1產(chǎn)品介紹
鈰鎢 牌號WCe 主要金屬成分為鎢，含少量1.8-2.2%的氧化鈰，電子逸出功為2.4eV.
鈰鎢材料常用于鈰鎢電極、鈰鎢桿、鈰鎢棒、鈰鎢板。
鈰鎢電極在低電流條件下有良好的起弧和穩(wěn)弧性能。維弧電流較小。因此鈰鎢電極常用于管道、不銹鋼制品和細(xì)小精密部件的焊接，在低電流直流條件下或鎢電極直徑要求2.0以下的焊接一般首選鈰鎢電極。
氧化鈰具有很高的遷移率，因此鈰鎢并不適合高電流條件下的應(yīng)用，因為在高電流下，氧化物會快速的移動到高熱區(qū)，即鎢電極焊接處的頂端，這樣對氧化物的均勻度造成破壞，因而因為氧化鎢均勻所帶來的好處將不復(fù)存在。
1產(chǎn)品介紹
釷鎢 牌號WTh 主要金屬成分為鎢，含少量0.8-4.2%的氧化釷，電子逸出功為2.7eV.
釷鎢材料常用于釷鎢電極。
釷鎢電極在焊接時起弧更容易，電弧更穩(wěn)定，即使在超負(fù)荷電流下也能表現(xiàn)良好，因而廣泛應(yīng)用于各種TIG、PAW焊接領(lǐng)域。氧化釷具有超強(qiáng)的載流能力，再結(jié)晶溫度高，導(dǎo)電率更好，機(jī)械切割性能更強(qiáng)，使用壽命更長。焊接時釷鎢電極尖端保持磨尖，這樣在焊接中能更大程度的保證鎢電極尖端的球狀不易開裂。釷鎢電極廣泛的使用于碳鋼、不銹鋼、鎳合金和鈦金屬焊接，是高品質(zhì)焊接的首選材料。
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