Come viene realizzato un crogiolo di tungsteno?

Il crogiolo di tungsteno è un contenitore cruciale resistente alla temperatura ampiamente utilizzato in ambienti che coinvolgono calore estremo e vuoto elevato. Trova ampie applicazioni in campi industriali come la crescita a cristallo singolo, la fusione delle terre rare e lo scioglimento del vuoto. Il principale processo di produzione di crogioli di tungsteno prevede cinque fasi: preparazione di polvere di tungsteno ad alta purezza, pressatura e formazione in polvere, sinterizzazione ad alta temperatura, lavorazione di precisione e trattamento superficiale.

1. Preparazione di polvere di tungsteno ad alta purezza

La polvere di tungsteno utilizzata in genere ha una purezza ≥99,95%. Le particelle di polvere devono essere uniformi e prive di impurità per garantire la densità e le prestazioni del prodotto a temperature elevate.

2. Pressatura e modanatura in polvere

La polvere di tungsteno sciolte è compatta in un 'blank crogiolo di tungsteno ' con una certa forma, dimensione e densità, gettando le basi per il successivo processo di sinterizzazione. Vengono utilizzati due metodi di formazione comuni a seconda della dimensione e della forma del prodotto:

▸ stampaggio a compressione

Questo metodo è adatto a piccoli crogioli T ungsten di piccole dimensioni , come quelli cilindrici con piccoli diametri. La polvere di tungsteno viene caricata in uno stampo metallico e la pressione uniassiale (in genere 50-200 MPa) viene applicata utilizzando una pressa idraulica. Ciò compatta la polvere in una forma che corrisponde alla cavità dello stampo. Lo stampaggio a compressione è efficiente e adatto alle attrezzature, ma può provocare una distribuzione della densità non uniforme, con una densità più elevata vicino alle pareti dello stampo e una minore densità al centro, portando a potenziali concentrazioni di stress.

▸ Pressing isostatico a freddo (CIP)

Per crogioli grandi, a parete sottile o di forma complessa (ad es. Diametro oltre 300 mm), viene in genere utilizzata la pressa isostatica a freddo. La polvere di tungsteno viene riempita in uno stampo elastico, sigillata e collocata in una camera ad alta pressione. Un mezzo liquido applica una pressione in modo uniforme in tutte le direzioni (100–300 MPa), con conseguente vuoto con densità pari, stress interno inferiore e densità fino al 50-60%, ideale per cross-performance ad alte prestazioni.

3. Sintering ad alta temperatura

Il bianco crogiolo di tungsteno viene sinterizzato in un vuoto o in atmosfera di idrogeno a 2000-2500 ° C, fondendo le particelle di tungsteno in una densa struttura solida con eccellente stabilità meccanica e termica.

4. Macchinatura di precisione

Utilizzando strumenti di diamanti o ruote abrasive, vengono applicati processi come la svolta, la macinatura e la noiosa per perfezionare il diametro interno/esterno, l'altezza e lo spessore della parete. La tolleranza dimensionale può raggiungere ± 0,01 mm e possono essere aggiunte strutture personalizzate come flange o scanalature.

5. Trattamento superficiale

La finitura superficiale include la lucidatura e la pulizia. La lucidatura meccanica o elettrolitica riduce la rugosità superficiale (RA ≤ 0,8 μm), contribuendo a ridurre al minimo l'adsorbimento di impurità e la reazione chimica durante l'uso ad alta temperatura, migliorando al contempo la resistenza alle shock termiche.