تهیه آلیاژ تنگستن با چگالی بالا

آلیاژ تنگستن یک آلیاژ دو فاز با چگالی بالا (بیشتر یا مساوی 16.5 گرم بر سانتی متر مکعب) است که به عنوان آلیاژ تنگستن با چگالی بالا نیز شناخته می شود. آلیاژ تنگستن با چگالی بالا در حال حاضر نه تنها به طور گسترده در زمینه های نظامی مانند هوانوردی، هوا فضا و تسلیحات استفاده می شود، بلکه به طور فزاینده ای در صنایع غیرنظامی نیز استفاده می شود. فرآیند تهیه آلیاژ تنگستن با چگالی بالا به شرح زیر است:

1. طراحی مواد تشکیل دهنده

در آلیاژهای تنگستن با چگالی بالا، محتوای تنگستن به طور کلی 85-98wt٪ است. علاوه بر W، عناصر با محتوای بیشتر در آلیاژهای تنگستن با چگالی بالا Ni، Fe (مس و غیره) هستند. هنگام تهیه آلیاژهای تنگستن با چگالی بالا، عناصر یا ترکیباتی مانند Mo، Ta، Re و La نیز اضافه می شوند.

2. آرد سازی

استفاده از پودرهایی با خلوص بالا، اندازه ذرات کوچک و یکنواختی خوب باعث تولید آلیاژهایی با خواص مکانیکی عالی می شود. در زمینه پودرسازی، نانوپودرها یک موضوع تحقیقاتی داغ هستند و عمدتاً در دو دسته زیر قرار می‌گیرند:

1) روش خشک کردن با اسپری

روش خشک کردن اسپری اولین انتخاب برای تهیه محلول نمک اصلی با ترکیب خاصی است. محلول نمک شامل تنگستات و کلرید فلز است و محلول برای تولید قطرات کوچک اتمیزه می شود. به دلیل تبخیر سریع حلال و رسوب سریع املاح در قطرات ریز، کریستال پودری با ترکیب شیمیایی یکنواخت به دست می آید.

2) روش آلیاژسازی مکانیکی

روش آلیاژسازی مکانیکی به این صورت است که نسبت مشخصی از پودر آلیاژ تنگستن اولیه و گلوله های فلزی را انتخاب کرده و در آسیاب گلوله ای قرار می دهیم. تحت تاثیر توپ های فلزی در سرعت های نامساوی، پودر جوش سرد و تغییر شکل های متعددی را متحمل می شود و در نهایت ساختار ظریف و ترکیب کوچک تری به دست می آورد. پودر کامپوزیت یکنواخت.

3. تشکیل

فرآیند سنتی‌تر تشکیل آلیاژ تنگستن، قالب‌گیری فشاری است و فرآیندهای جایگزین جدید، قالب‌گیری اکستروژن پودر و قالب‌گیری تزریقی پودر هستند. از آنجایی که این دو روش پودر آلیاژ تنگستن را با ماده تشکیل دهنده مخلوط کرده و سپس آن را فشرده و به دستگاه قالب گیری تزریق می کنند، در تهیه قطعات با اشکال پیچیده مزایای قابل توجهی دارند. فناوری قالب‌گیری اکستروژن پودر و قالب‌گیری تزریقی پودر نیز دارای افزودن عامل شکل‌دهی باعث می‌شود کاربرد وسیع‌تری داشته باشد.

4. تف جوشی

به دلیل فاز جامد

روش تف جوشی دارای الزامات نسبتاً بالایی در اندازه پودر آلیاژ اصلی است. روش زینترینگ فاز مایع به زمان پخت طولانی نیاز دارد و به راحتی می تواند باعث فروپاشی و تغییر شکل شود. بر اساس مزایا و معایب این دو، مردم یک فرآیند تف جوشی دو مرحله ای زینترینگ فاز جامد + تف جوشی فاز مایع را پیشنهاد کرده اند. از آنجایی که تغییر شکل در طی پخت دو مرحله ای کوچکتر است، ساختار آلیاژ تنگستن به دست آمده یکنواخت تر است و خواص مواد تا حد زیادی بهبود می یابد، بنابراین پخت دو مرحله ای به طور گسترده ای استفاده می شود. علاوه بر این، فناوری‌های تف جوشی مایکروویو و تخلیه پلاسما در سال‌های اخیر نیز در حال ترویج و استفاده هستند.