【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及难熔金属材料制备，具体是一种纯钨材料及其加工方法、装置。
技术介绍
1、钨是一种难熔金属，其熔点为3308℃，具备高强度、高硬度、高导热性和高耐腐蚀性等优异性能，这些特性决定了钨是在高温、高压环境下使用的最佳材料，尤其是在航空航天、能源电力和医疗器械等诸多领域，在工业生产发展中起着重要的作用。
2、目前，钨的制备方法主要有粉末冶金法、激光快速成形法和金属粉末注射成形。其中，激光快速成形法能产生瞬时的局部高温，实现钨粉的熔化并产生冶金结合，冷却后得到钨制品，但在成形过程中会产生较大的温度梯度，导致钨制品出现翘边、开裂等缺陷。金属粉末注射成形将脱脂后的钨生坯进行烧结，由于脱脂后的生坯内部存在大量孔隙，难以得到高致密的钨制品。通过传统的粉末冶金法能得到致密的钨制品，但长时间的高温烧结(2000-2400℃)会导致钨晶粒粗化，严重影响钨制品的性能。公开号为cn109047780a的中国专利公开了一种制备高致密度钨烧结制品的方法，该专利将近球形细钨粉与石蜡粘接剂混合得到混料，依次经过一次冷等静压、脱脂、二次冷等静压、烧结，从而得到高致密的钨制品。但该方法步骤繁琐、仪器设备要求高、耗时长、能耗高，不利于钨制品的大规模生产。
3、综上，目前纯钨材料的制备方法与装置存在步骤繁琐、仪器设备要求高、耗时长、能耗高等问题，造成钨制品的生产效率低，难以大规模生产。因此，亟需开发一种节能高效、操作简便的纯钨材料快速制备的装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一方面公开了一种纯钨材料的加工装置，包括一密封腔体，所述腔体中设有上下平行的导电板，两导电板之间设有用于支撑钨生坯的载体；所述载体包括金属网、用于调节金属网与导电板间距的升降夹具；所述腔体连接有进水管、出水管、进气管、出气管；所述导电板连接有电导热体。
4、作为本专利技术进一步的方案：所述电导热体包括连接在下方导电板下端的连接电极、连接在连接电极一端的载入电极；所述连接电极和载入电极的材质均为石墨。
5、作为本专利技术进一步的方案：所述金属网和升降夹具的材质为钨。
6、作为本专利技术进一步的方案：所述金属网距离两导电板的距离为1-5mm。
7、作为本专利技术进一步的方案：所述导电板的材质为石墨。
8、本专利技术第二个方面公开了用上述加工装置制备纯钨材料的加工方法，包括以下步骤：
9、将高活性细钨粉进行压制成型，得到钨生坯圆片；所述高活性细钨粉的粒径为400-500目，压制压力为300-500mpa；
10、将钨生坯圆片进行高温烧结，水冷降温后即得纯钨烧结体。
11、作为本专利技术进一步的方案：所述高温烧结具体包括：
12、将钨生坯放置在金属网上，通过出气管将腔体内空气抽出，再通过进气管通入氢体积分数为15％的氮氢混合气，使腔体内充满流动的氮氢混合气氛；
13、将加工装置接通电流，控制电流大小为100-200a，使钨生坯以1000℃/min的升温速率加热至2400-2600℃，保温5min以上。升温速率高是利用电流热效应，总热量等于电流的平方×导电石墨板的电阻×电流通过的时间。
14、本专利技术第三个方面公开了一种纯钨材料，其采用上述的加工方法所得到。
15、作为本专利技术进一步的方案：其致密度为94.8％以上；钨晶粒尺寸为4.03μm以上。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术装置利用电流加热，通过热传导和热辐射的形式对钨生坯进行加热，在几分钟的时间即可达到烧结温度，极大简化了烧结工艺和烧结时间，减小了钨晶粒的尺寸，提高了钨制品的性能。
18、2.本专利技术装置采用上下两层导电石墨板进行加热，且板与钨生坯的距离可调节，使钨生坯能均匀受热，加快了烧结进度。
19、3.本专利技术装置选择钨网作为加热载体，钨生坯不与导电是石墨板直接接触，电流不直接通过钨生坯，使加热速率和实时温度可控，便于烧结工艺参数的确定。
20、4.本装置便于操作、节能减耗、烧结时间短、生产效率高，该方法可以推广到其他难熔金属的制备。
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1.一种纯钨材料的加工装置，其特征在于，包括一密封腔体，所述腔体中设有上下平行的导电板，两导电板之间设有用于支撑钨生坯的载体；所述载体包括金属网、用于调节金属网与导电板间距的升降夹具；所述腔体连接有进水管、出水管、进气管、出气管；所述导电板连接有电导热体。
2.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述电导热体包括连接在下方导电板下端的连接电极、连接在连接电极一端的载入电极；所述连接电极和载入电极的材质均为石墨。
3.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述金属网和升降夹具的材质为钨。
4.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述金属网距离两导电板的距离为1-5mm。
5.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述导电板的材质为石墨。
6.一种采用权利要求1-5任何一项所述的加工装置制备纯钨材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高温烧结具体包括：
8.一种纯钨材料，其特征在于，由权利
9.根据权利要求7所述的纯钨材料，其特征在于，其致密度为94.8％以上；钨晶粒尺寸为4.03μm以上。
...【技术特征摘要】
1.一种纯钨材料的加工装置，其特征在于，包括一密封腔体，所述腔体中设有上下平行的导电板，两导电板之间设有用于支撑钨生坯的载体；所述载体包括金属网、用于调节金属网与导电板间距的升降夹具；所述腔体连接有进水管、出水管、进气管、出气管；所述导电板连接有电导热体。
2.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述电导热体包括连接在下方导电板下端的连接电极、连接在连接电极一端的载入电极；所述连接电极和载入电极的材质均为石墨。
3.根据权利要求1所述的纯钨材料的加工装置，其特征在于，所述金属网和升降夹具的材质为钨。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏起，黄承泱，宋文轩，程继贵，陈新，许荡，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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