微波燒結-熱處理方法制鎢基高密度合金

鎢基高密度合金具有密度高、強度高、延性好、韌性好、熱膨脹係數小、吸收射線能力強、導熱性及耐蝕性好，以及優良的機械加工性能和可焊性，被廣泛地應用於慣性元件、配重元件、防射線遮罩元件，在尖端科學領域、國防工業和民用工業有著廣泛的應用。隨著科學技術進步和先進工業的發展，對高密度合金的力學性能也提出了越來越高的要求。

工業上通常採用真空熱處理工藝(通常在1000‑1300℃熱處理60‑120分鐘) 消除氫脆現象，以提高高密度合金的性能。這需要真空爐進行熱處理，並且延長了生產週期，使成本增加。

鎢基高密度合金中的雜質含量以及顯微組織對於其力學性能具有重要影響。理想的合金組織是：W晶粒細小且均勻分佈在粘接相中。為了克服現有技術之不足,微波加熱設備內快速加熱、燒結、冷卻，同時進行真空處理這一套流程可用於製備高性能的鎢基高密度合金。

微波燒結及熱處理方法包括以下步驟：

第一步：製備燒結坯,採用傳統粉末冶金方法製成鎢基合金壓坯；

第二步：燒結:將第一步所得壓坯置於包套內，包套置於微波高溫爐內加熱，SiC作為輔助 加熱材料；微波高溫爐內充入體積比為N₂∶H₂＝2∶1～1∶1的N₂、H₂保護氣體，使爐內壓強達130000‑150000Pa；以80～90℃/min的加熱速度將樣品從室溫加熱 至1200‑1300℃時，開啟真空泵，將爐腔真空抽至10000‑20000Pa時，關閉真空泵，抽真空的同時，維持之前的升溫速度升溫至1450～1500℃；然後直接關 閉微波源；同時，打開真空泵，將爐腔抽至真空度小於等於10‑2Pa；隨爐冷卻， 試件溫度低於200℃後，出爐，得到高性能鎢基高密度合金。

採用微波燒結‑熱處理方法制取鎢基高密度合金，工藝易於控制、技術成熟，可用於工業生產。與傳統工藝相比，將傳統的燒結工藝和熱處理工藝合併為一個工序，在燒結階段採用低真空，冷卻階段採用高真空，使得合金的氫含量降低，有效避免了氫脆現象。而且，採用微波燒結技術和設備製備鎢基高密度合金，快速、高效、簡單、低成本；合金相對密度高於99.5％，組織細小均勻；其抗拉強度高於常規氫氣燒結200Mpa以上。

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