Como um cadinho de tungstênio é feito?

O cadinho de tungstênio é um recipiente crucial resistente a alta temperatura amplamente utilizado em ambientes envolvendo calor extremo e alto vácuo. Ele encontra aplicações amplas em campos industriais, como crescimento de cristal único, fundição de terras raras e fusão de vácuo. O principal processo de produção de cadinhos de tungstênio envolve cinco etapas: preparação de pó de tungstênio de alta pureza, prensagem e formação de pó, sinterização de alta temperatura, usinagem de precisão e tratamento de superfície.

1. Preparação de pó de tungstênio de alta pureza

O pó de tungstênio usado normalmente tem uma pureza de ≥99,95%. As partículas de pó devem ser uniformes e livres de impurezas para garantir a densidade e o desempenho do produto sob altas temperaturas.

2. Pressionamento em pó e moldagem

O pó de tungstênio solto é compactado em um branco 'tungstênio cadinho' com uma certa forma, tamanho e densidade, estabelecendo a base para o processo subsequente de sinterização. Dois métodos de formação comuns são usados, dependendo do tamanho e da forma do produto:

▸ Moldagem de compressão

Este método é adequado para pequenos de formato simples cadutores de pequenos tumores , como os cilíndricos com pequenos diâmetros. O pó de tungstênio é carregado em um molde de metal e a pressão uniaxial (normalmente de 50 a 200 MPa) é aplicada usando uma prensa hidráulica. Isso compacta o pó em uma forma que combina com a cavidade do molde. A moldagem por compressão é eficiente e amiga do equipamento, mas pode resultar em distribuição de densidade não uniforme, com maior densidade perto das paredes do molde e menor densidade no centro, levando a potenciais concentrações de tensão.

▸ Pressionamento isostático frio (CIP)

Para cadinhos grandes, de paredes finas ou em forma de complexo (por exemplo, diâmetro acima de 300 mm), a prensa isostática fria é normalmente usada. O pó de tungstênio é preenchido em um molde elástico, selado e colocado em uma câmara de alta pressão. Um meio líquido aplica pressão uniformemente em todas as direções (100 a 300 MPa), resultando em um branco com densidade par, tensão interna inferior e densidade de até 50 a 60%, ideal para cadutores de alto desempenho.

3. Sonteração de alta temperatura

O espaço em branco cadinho de tungstênio é sinterizado na atmosfera de vácuo ou hidrogênio a 2000-2500 ° C, fundindo as partículas de tungstênio em uma estrutura sólida densa com excelente estabilidade mecânica e térmica.

4. A usinagem de precisão

Usando ferramentas de diamante ou rodas de moagem abrasivas, processos como giro, moagem e chato são aplicados para refinar o diâmetro interno/externo, a altura e a espessura da parede. A tolerância dimensional pode atingir ± 0,01 mm, e estruturas personalizadas como flanges ou ranhuras podem ser adicionadas conforme necessário.

5. Tratamento da superfície

O acabamento da superfície inclui polimento e limpeza. O polimento mecânico ou eletrolítico reduz a rugosidade da superfície (RA ≤ 0,8 μm), ajudando a minimizar a adsorção de impureza e a reação química durante o uso de alta temperatura, além de melhorar a resistência ao choque térmico.