以前 在熔煉或電解時常常使用鎢、鉬、鉭板坯卷焊而成的坩堝 由于這類坩堝焊縫存在缺陷，使其使用壽命較短，尤其是對高溫高純稀土金屬來說，鉭材消耗較大，生產(chǎn)成本較高，鑒于這種情況，寶雞有色金屬加工廠開展了整體鎢坩堝的研制，到目前為止 已能成功地生產(chǎn)出Φ240mm，高 400mm ，壁厚6mm~10mm的鎢坩堝 ，并且通過稀土廠家的使用 效果較理想。

1、工藝路線的選擇

生產(chǎn)粉冶整體鎢坩堝，用機械壓制等方法不能滿足其要求，原因是高徑比相差太大壓制密度不均及脫模困難等。為此，寶雞有色金屬加工廠選定了如下的工藝路線：

2、試制過程及分析

2.1 芯模的設計

芯模設計是否合理，是鎢坩堝成型的關鍵，假如芯模設計不當，則會出現(xiàn)芯模的變形和坩堝底部與坩堝壁過渡部位的開裂。為此選用芯模壁厚應有一定強度 由于鎢坩堝是帶底的整體，底部與壁有一過渡區(qū)域，對此區(qū)域必須采用圓弧過渡 其目的是為了防止鎢坩堝在壓制過程中應力在該部位的集中，假如圓弧過渡過小，則會出現(xiàn)成型后在該部位有小的裂紋擴散源， 使底部和壁部在該部位脫落，同時為了便于脫模，沿模具底部到頂部要有一定的斜度，芯模的外徑按以下公式確定。

2.2 乳膠套和密封圈尺寸的選擇

一般規(guī)格的鎢坩堝要求壁厚在6mm~10mm之間，系薄壁坩堝，按燒結收縮率12%~16%計算要求壓制后壁 厚在8mm~12mm 左右，由于鎢的脆性大，導致其不能進行車床整形 只能進行簡單的手工整形，故壓制后的壁厚就決定了成品坩堝的壁厚，在此選用乳膠套的直徑應比芯模大6mm~10mm。如果選用過大，芯模與乳膠套間隙也大，由于鎢粉松比較大 顆粒較沉，就會向下沉落，使得裝料量過多，壁較厚，同時，乳膠套本身的厚度也應在2mm~4mm 之間過薄，彈性較大，也會影響裝料量及坩堝的壁厚，密封圈一般選用內(nèi)徑比芯模小4mm，厚度 8mm~10mm。

2.3 鎢粉的選用

壓制鎢坩堝應選擇鎢粉的粒度，否則在壓制過程中將會全部開裂，一般來說，鎢粉的粒度不能選用較粗，過粗，比表面小，粉末間接觸面積少，壓制后，壓坯密度低 ，易開裂，過 細，比表面大，粉末間接觸面積大，壓制時粉末間位移和變形量大，彈性系數(shù)也增加，池壓時由于應力的松馳也會引起坩堝的開裂。實驗證明，壓制鎢坩堝應選用粒度2.5μm~3.0μm松比 2.8g/cm³~3.2g/cm³。同時鎢粉的化學成分應符合 FW1 的要求，特別是氧含量應控制在 0.1%以下。

2.4 壓制壓力及池壓方式的控制

在Φ500mm×1500mm 等靜壓機上進行坩堝的成型，實驗證明，壓制鎢坩堝時，選用壓力過大，鎢粉變形嚴重，彈性應力增加，鎢坩堝易開裂，壓制壓力過小，密度不夠，也會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象 ，故壓制鎢坩堝時的成型壓力應選用 245MPa~260MPa。

由于鎢粉顯微硬度較大，在壓制過程中因外力的作用使粉末變形，產(chǎn)生一定的變形應力，一旦池壓太快，應力釋放也快，將會導致坩堝的開裂，故對壓制鎢坩堝只能采用慢的池壓方式。

2.5 燒結工藝的確定

在中頻感應爐上進行燒結 燒結溫度為2200℃~2250℃，保溫3h~5h，為了更進一步致密化，在中溫階段進行保溫，其溫度為1600℃~1700℃，保溫 1.5h，為了防止坩堝的變形 ，升溫速度不宜太快 每小時升80℃~100℃燒結時真空度保持在 6.7 10 -1Pa以上。

另外，通過合理的裝爐方式及在坩堝底部墊置相同材質(zhì)的鎢板可以避免鎢坩堝在燒結時的底部開裂，通過以上的燒結工藝，鎢坩堝的密度可達17.3g/cm 3 以上，通過稀土廠家的 使用，效果良好。

3、結論

采用粉末冶金方法生產(chǎn)稀土用的鎢坩堝，其使用性能良好 可取代鉭板焊接坩堝，使其成本大幅度降低。