高比重鎢合金除了能很好地用作大小型設(shè)備如玩具陀螺、起重機(jī)的配重塊外,還能作為輻射線屏蔽柜的重點(diǎn)生產(chǎn)原材料,這主要是因?yàn)樗哂休^高的比重。此外,鎢合金由于具有良好的耐氧化性能和抗腐蝕性能,而能有效延長所制備產(chǎn)品的使用壽命。
屏蔽柜是機(jī)柜的一種,其主要是用來放置計算機(jī)的,能夠高效杜絕電磁波對人體傷害,同時也可以有效抑制計算機(jī)電磁信息泄漏和防止外部強(qiáng)電磁騷擾影響計算機(jī)的正常工作。
為了有效升高屏蔽柜的整體性能,研究者表示可以用高比重鎢合金來作為它的重點(diǎn)屏蔽材料。高比重鎢合金,以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計,合金成分如下:鎢(W)98.0%,氧化鋯(ZrO2)2.0%,以及不可避免的雜質(zhì)。該合金(100kg)的具體制備步驟如下:
1)復(fù)合鎢粉的制備
將134.33kg偏鎢酸銨和6.97kg硝酸鋯分別溶于水中,再將兩溶液混合均勻得混合液;取混合液蒸干,得到的干燥粉末在450℃下煅燒5小時;將煅燒產(chǎn)物放入推桿還原爐內(nèi)分兩段還原,第一段還原的溫度為550℃,還原時間1.5小時,第二段還原的溫度為900℃,還原時間4小時,還原后過140目篩網(wǎng)得復(fù)合鎢粉;
2)球磨、壓制成型
將復(fù)合鎢粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中,通入高純氬氣(純度大于99.99%),球磨材料為直徑6mm的GCrl5小球,球料比(質(zhì)量比)10:1,控制球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘,球磨時間為12小時,得到改性復(fù)合鎢粉;
將改性復(fù)合鎢粉放入壁厚2mm的膠套中,再置于300MPa超高壓室內(nèi)進(jìn)行冷等靜壓,保壓時間為60分鐘,得到冷壓坯料;
3)燒結(jié)
將冷壓坯料放入軸向熱壓燒結(jié)爐中,調(diào)節(jié)升溫速率為25℃/分鐘,在升溫過程中將壓力調(diào)為2噸,當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度1400℃后,再將壓力調(diào)至4噸,保溫保壓30分鐘后隨爐冷卻;
將冷卻后的熱壓燒結(jié)坯料放入氫氣中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中,設(shè)定燒結(jié)溫度為2400℃,保溫160分鐘后隨爐冷卻,得到燒結(jié)坯料;
4)脫氫處理
將燒結(jié)坯料放入加熱爐中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行脫氫處理,設(shè)定溫度1000℃,保溫8小時后隨爐冷卻;
5)旋鍛變形
將脫氫處理后的坯料加熱至1900℃,保溫5小時,在旋鍛機(jī)上進(jìn)行15%的徑向變形,得到棒材;
6)熱處理
將棒材置于真空爐中,升溫至900℃,保溫8小時后隨爐冷卻至室溫,得到高比重鎢合金棒材。