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域，對此區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，也會出現開裂現象 ，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。