鎢珠(通常指高密度鎢合金珠)的緻密性,即相對(duì)密度或接近理論密度的程度是其最核心性能之一,直接影響重量、動(dòng)能、穿透力、壓潰性能等。
純鎢的理論密度約為19.25-19.35g/cm3,單晶略高,多晶因微孔隙略低。鎢合金球的密度一般在17.5-18.75g/cm3之間,緻密性通常要求達(dá)到98%-99.8%以上。

鎢珠緻密性的主要影響因素
1.鎢含量(wt%)
鎢含量越高,理論密度越高。90-95%W,密度約17.8-18.5g/cm3。97-99%W,密度可接近18.8-19.0g/cm3。漁獵用鎢珠通??刂圃?5%W以上以獲得高於18g/cm3的密度。
2. 燒結(jié)工藝參數(shù)
燒結(jié)溫度:一般1450-1550℃(液相燒結(jié)),溫度過(guò)低緻密化不足,過(guò)高則晶粒過(guò)分長(zhǎng)大、揮發(fā)損失。最高壓潰載荷常出現(xiàn)在約1520℃附近。
燒結(jié)時(shí)間:保溫時(shí)間不足,孔隙殘留多;保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),晶粒粗化。
燒結(jié)氣氛:氫氣氣氛最常見(jiàn),避免氧化;真空或惰性氣也可。
升溫速率與冷卻速率:過(guò)快易產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋,影響緻密化。
3. 原始粉末品質(zhì)
鎢粉純度:氧含量、雜質(zhì)(如碳C、氧O、鐵Fe等)越高,緻密化越難。
鎢粉細(xì)微性與細(xì)微性分佈:超細(xì)/納米粉末可顯著降低燒結(jié)溫度、提高緻密化,但易團(tuán)聚。
粘結(jié)相粉末(鎳Ni、鐵Fe、銅Cu):細(xì)微性、純度、氧含量影響液相流動(dòng)性和對(duì)W顆粒的潤(rùn)濕性。

4. 成形工藝
壓制壓力:等靜壓(CIP)比單向壓制坯體密度更均勻,後期燒結(jié)緻密化更好。
生坯密度:初始密度越高,最終緻密度越容易接近理論值。
5. 後處理工藝
熱等靜壓(HIP):可將緻密度從98%提升到99.5%以上,幾乎消除殘餘閉孔。
6. 微觀組織因素
晶粒尺寸:晶粒過(guò)粗,鎢顆粒鄰接度降低,密度和強(qiáng)度反而下降。
孔隙率與孔隙類型:開(kāi)孔、閉孔、微孔逐步消除是緻密化過(guò)程。殘餘孔隙每增加1%,密度下降約0.2g/cm3。
第二相分佈:粘結(jié)相(Ni-Fe或Ni-Cu)是否均勻包覆鎢顆粒,潤(rùn)濕角越小緻密化越好。