Fabrication de tungstène

Métallurgie en poudre de tungstène - Fabrication de tungstène P / M travaillé.           

À quelques exceptions près, le tungstène est utilisé sous forme de pore-free p. Réformes (tungstène P / M "travaillé"). Pour obtenir un matériau complètement dense, ainsi que la forme et les propriétés mécaniques souhaitées, un processus complexe de formage à plusieurs étages, chaud et froid est nécessaire. Les techniques de façonnage les plus importantes pour le tungstène sont le laminage (pour les tiges et les produits en tôle), le forgeage rond (pour les pièces de grand diamètre), l'estampage (pour les tiges), le forgeage (pour les grandes pièces). Les procédés de formage secondaires comprennent le laminage à plat de fils, le retournement de flux, le filage, l'emboutissage profond et le bobinage de fil. Pour une description détaillée des processus de formation les plus importants, nous renvoyons le lecteur au livre, Tungsten, par Yih et Wang.             En général, la formation plastique du tungstène est difficile et nécessite de l'expérience. Dans la condition telle que frittée, le tungstène est cassant sauf à des températures très élevées, car il est recristallisé (gros grain) et pas totalement dense. Contrairement à la plupart des métaux, la ductilité à basse température du tungstène augmente avec la déformation progressive, parce que la fragilisation est due à la ségrégation des grains des éléments interstitiels solubles tels que l'oxygène, le carbone et l'azote. Avec la dégradation de la microstructure grossière au cours de la déformation, ces impuretés sont réparties sur une plus grande surface intergranulaire, ce qui rend le matériau plus ductile et moins sensible au craquage lors de la formation à des températures plus basses.           

La première étape de formation est habituellement effectuée à 1500-1700 ℃. En raison de la faible chaleur spécifique et de la conductivité thermique élevée du tungstène, plusieurs étapes de réchauffage sont nécessaires dans les premières étapes de mise en forme, car la chaleur perd rapidement à ces températures et le lingot refroidit lentement. Si le métal est travaillé à une température trop basse, les fissures et les fissures se développeront facilement. Lorsque le processus de formage se poursuit, la température de formage est réduite progressivement puisque la température de recristallisation diminue à mesure que la déformation se poursuit. Le tungstène est généralement mis en oeuvre en dessous de sa température de recristallisation, car la recristallisation est combinée à une fragilisation de la frontière du grain. Avec un durcissement de travail croissant pendant la déformation, la dureté et la résistance de la pièce travaillée augmentent de façon significative, et des recuits intermédiaires de soulagement de contrainte sont nécessaires pour minimiser les risques de fissuration (laminage) et pour éviter de surétirer l'outil de travail.

La formation du tungstène s'effectue généralement sans protection de l'atmosphère. Dans l'air, le tungstène est facilement oxydé. Le trioxyde de tungstène se forme sur les surfaces de la pièce travaillée et, au-dessus de 800 ℃, il se volatilise. La couche d'oxyde agit comme couche protectrice contre la contamination des outils de travail et est enlevée à certains stades de déformation par décapage et / ou usinage. Le recuit intermédiaire et le recuit de soulagement des contraintes sont effectués sous hydrogène pour éviter une oxydation accrue du métal et une sublimation de WO3.           Métallurgie en poudre de tungstène - Fabrication de tungstène - façonnage.           

Comparativement aux métaux ductiles et aux alliages, la fabrication du tungstène est plutôt mauvaise: le tungstène doit toujours être chauffé avant le façonnage. La plage de températures de formage a une limite inférieure fixée par la température de transformation fragile à ductile et une limite supérieure fixée par la température de recristallisation. Cette température dépend principalement de la pureté, de l'histoire de la déformation et du traitement thermique du matériau. Les produits très déformés, tels que les fils minces de tungstène, les rubans ou les feuilles, sont ductiles à température ambiante.          

 La feuille mince et fortement déformée et la feuille ont une structure prononcée dans la direction longitudinale en raison de l'allongement des grains pendant le roulement. Les propriétés de flexion longues la direction de roulage sont donc différentes de celles à travers elle. Par conséquent, la tôle de tungstène doit toujours être courbée d'une manière telle que le bord de flexion soit perpendiculaire à la direction de laminage. Si la flexion dans le sens longitudinal ne peut pas être évitée, en raison de la conception, des températures de pliage beaucoup plus élevées sont nécessaires. À des températures élevées, la tôle de tungstène peut être estampée, perforée et cisaillée. Des outils tranchants sont essentiels pour nettoyer l'action de coupe sans craquelures ou délaminage. Les cylindres et cônes de tungstène peuvent être formés par filage, écoulement ou forgeage. L'utilisation de tungstène anti-stress est suggérée pour des résultats de fabrication optimum.           

Métallurgie des poudres de tungstène - Fabrication du tungstène - Collage du tungstène           

Assemblage mécanique. L'assemblage mécanique, tel que le rivetage, l'agrafage ou le laçage, comprend les méthodes les plus simples d'assemblage du tungstène, à condition que l'articulation ne soit pas imperméable aux liquides et / ou aux gaz. Des pièces de tungstène et de molybdène peuvent être utilisées. La fixation mécanique est utilisée pour les pièces de construction, telles que les éléments chauffants, les conteneurs, les grands écrans, etc.           

Brasage. Les pièces à joindre doivent être exemptes de graisse, d'huiles, d'oxydes ou d'autres impuretés. Comme le tungstène est très sensible à l'oxydation, le brasage doit être effectué sous un gaz protecteur, de l'hydrogène ou sous vide. Si la résistance maximale de l'articulation est nécessaire, le tungstène doit être brasé en dessous de sa température de recristallisation. Les métaux et les températures de brasage typiques sont: Rh (1970 ℃), Ni (1430 ℃), ou AgCu20Pd15 (700-900 ℃). Des informations plus déraillées sont disponibles. Le brasage du tungstène à la céramique, au graphite et au silicium a gagné en importance pour la fabrication de composites réfractaires en métal.           

Soudage. Le tungstène ne possède que des propriétés de soudage modérées. Le soudage doit être effectué sous atmosphères de soudage contrôlées, de préférence dans une boîte sèche, car toute contamination par l'oxygène réduira la ductilité de l'articulation. Avant la soudure, le métal doit être dégraissé et décapé, généralement avec un mélange d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique (90/10 vol%). Les soudures ont une structure à gros grains dans la zone de fusion à chaud, grâce à la recristallisation, et ne peuvent donc supporter que de faibles contraintes mécaniques. Le tungstène peut être soudé par soudage au gaz inerte Tungstène, soudage par faisceau laser (pour les pièces minces), soudage au plasma, soudage par friction et soudage par faisceau électronique, ce dernier étant le procédé préféré de soudage par fusion. Le tungstène peut être soudé aux alliages W-Re et Mo-Re. Les alliages W-Re (en particulier W-26Re) sont recommandés comme métal d'apport pour le soudage du tungstène. Le tungstène peut être soudé par diffusion au tungstène et à d'autres métaux. Malgré le point de fusion élevé du tungstène, les températures de 1300-2000 ℃ et les pressions de 2-20 N • mm-2 donnent des joints satisfaisants. Des couches intermédiaires de Ni, Pt, Rh, Ru et Pd accélèrent le processus de diffusion. Les fils de tungstène peuvent être soudés par points à d'autres métaux sous une couverture de gaz protectrice.

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