难熔金属钨、钼及其合金因具有良好的导热、导电性能,膨胀系数低、高温强度高、低蒸汽压和耐磨、耐腐蚀等特性,在冶金、电子、航空和宇航工业、核工业以及化学工业等有着广泛的应用。随着对难熔金属制品需求的不断增加,研究其异型制品的成型技术便有着广阔的市场意义。由于难熔金属熔点高、硬度大,一般难以采用铸、锻工艺加工成型,通常只能采用的粉末冶金的办法制备。但是,由于普通的烧结工艺不同程度地存在着能耗大、成本高、污染环境以及最高烧结温度低等缺点,难以适应难熔金属,尤其是钨异型制品发展的要求。因此,研究开发新的难熔金属异型制品烧结工艺,具有重要的理论意义和实用价值。 空心阴极放电是辉光放电的一种特殊形式。其基本特点是通过离子轰击,可以将阴极材料加热到极高的温度。如果将粉末冶金样品作为空心阴极,便可进行高温烧结,而且对烧结样品形状无特殊要求,也无须设置外加热源。若将空心阴极效应应用于难熔金属的烧结,则有可能解决难熔金属异型制品烧结的这一难题。因此,本课题以研究采用空心阴极效应制备难熔金属异型制品为实验目的,从压制工艺和空心阴极烧结工艺相结合的角度入手,研究各种工艺参数对实验过程的影响,并初步探索异型制品烧结前后的变化规律,以期总结出较理想的空心阴极烧结难熔金属异型制品的生产工艺。 对空心阴极烧结的放电特性研究表明,空心阴极的点燃条件为：空腔尺寸5～32mm；将空腔尺寸、电压、气压三者进行合理配合即可获得所需的放电功率和烧结温度,可以通过控制电流、电压以及气压等工艺参数,获得持续,稳定的空心阴极效应。 对样品的空心阴极烧结,要设定合理的升温制度。实验结果表明：烧结温度在1600℃～1800℃之间保持在15～30min,使试样内部气体充分扩散出来,然后可以调整电压,使得继续升温直到进入保温阶段,持续保温2h左右,可以获得良好效果。 对圆柱体、长方体和外方内圆管3种不同类型的难熔金属异型的空心阴极烧结结果表明：空心阴极烧结后的异型样品表面光滑平整,有金属光泽,形状规则；金相组织形貌整体达到要求,晶粒之间结合比较紧密；致密度可达17.9g/cm3;硬度平均值高达254.50HV0.1。 对于用200目的纯钨粉压制成素坯,比较理想的压制工艺参数为：压制力50kN,成形剂的质量比为3％的,保压时间可根据样品体积制定,对小型样品的影响不大；烧结工艺参数为：工作气压10～15Pa;电压200～600V;烧结温度2600℃；保温时间2h。 将空心阴极效应应用于难熔金属的烧结,则有可能解决生产一些形状复杂的制品的问题,由于将来用于生产的异型制品的种类繁杂,所以此课题有值得继续深入研究的意义。