鎢是一種金屬元素，化學(xué)符號W，原子序數(shù)74，熔點(diǎn)3410℃，沸點(diǎn)5927℃，密度19.35g/cm3，屬于元素周期表中第六周期（第二長周期）的VIB族。經(jīng)過冶煉后的鎢具有銀白色光澤，其特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度好，彈性模量高，膨脹系數(shù)小，蒸汽壓低，導(dǎo)電性能優(yōu)良，熔點(diǎn)極高，硬度大，化學(xué)性質(zhì)也比較穩(wěn)定，常溫下不受空氣侵蝕，主要用途為制造燈絲和高速切削合金鋼、超硬模具，也用于光學(xué)儀器、化學(xué)儀器。

鎢礦石

       中國是世界上大的鎢儲藏國，改革開放以來，我國在鎢的開發(fā)利用上有了高速的發(fā)展，取得了巨大的進(jìn)步，但是和發(fā)達(dá)國家相比，我國在鎢的加工水平、生產(chǎn)設(shè)備上還存在相當(dāng)大的差距。

       目前，鎢加工件在以下4個(gè)方面的應(yīng)用取得了長足的進(jìn)步。首先，鎢在高速鋼、熱作鋼、冷作鋼和抗沖擊鋼中是一種重要的合金元素，在耐熱鋼（超級合金）和具有良好表面耐磨的斯特萊特（Stellites）中，鎢起著主要的作用；其次，以鎢為基體的合金中，鎢在電子工業(yè)（如發(fā)射體、觸頭、某些加熱元件）、鎢基高密度合金在配重和抗輻射方面都有不可替代的作用；再次，在硬質(zhì)合金中使用的碳化鎢，已經(jīng)在各種刀具和模具中表現(xiàn)出非常優(yōu)異的耐磨、耐熱性能；在化工行業(yè)中，鎢的某些化合物可以用做催化劑、潤滑劑和添加到涂料中。

1、鎢的冶金

       致密鎢的制備方法主要有粉末冶金方法和熔煉法。因?yàn)殒u的熔點(diǎn)很高，早期制備鎢的方法主要局限于粉末冶金方法。1909年Coolidge為鎢的近代粉末冶金奠定了基礎(chǔ)，其方法是在800-900℃用氫氣還原鎢酸，然后對鎢粉末進(jìn)行壓制、1000℃預(yù)燒結(jié)和垂熔。盡管人們一個(gè)世紀(jì)對粉末冶金方法進(jìn)行了各種各樣的改進(jìn)，但這種方法迄今為止仍然是制備致密鎢金屬的主要方法。隨著熔煉技術(shù)的發(fā)展，采用電子束熔煉技術(shù)可以制備純度比較高的優(yōu)質(zhì)鎢坯料，特別是電子束局域熔煉技術(shù)為制備鎢的單晶開辟了一個(gè)新的天地。但是，熔煉法制備鎢有其一些自身無法克服的缺點(diǎn)（如晶粒比較大），給鎢的進(jìn)一步的塑性加工帶來很大的困難。

1.1粉末冶金

       粉末冶金方法的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：坯料組織均勻，晶粒細(xì)小，利于進(jìn)一步加工；金屬損耗小，成品率較高；投資小，見效快，生產(chǎn)具有很大的靈活性，可直接生產(chǎn)出成品和符合一定尺寸要求的坯料。

1.2熔煉法

       隨著電子束熔煉技術(shù)和區(qū)域提純技術(shù)的發(fā)展，原來只能依靠粉末冶金方法生產(chǎn)的鎢，現(xiàn)在使用熔煉技術(shù)變?yōu)榭赡?。但是由于熔煉合金的成材率比較低，坯料晶粒粗大，使得進(jìn)一步的加工更加困難，所以粉末冶金方法仍然是生產(chǎn)鎢及其合金的主要的方法。

       另一方面，電子束區(qū)域熔煉可以提純鎢金屬，使其雜質(zhì)含量大大降低，同時(shí)也為單晶的制備提供了可能性。早在1970年，通過設(shè)備的改進(jìn)，已經(jīng)能夠生產(chǎn)Φ10mm×100mm的鎢單品，滿足了航天工業(yè)發(fā)展的需求。

2、鎢的加工

       粉末冶金的鎢通常具有細(xì)的晶粒，其開坯一般選用高溫鍛造和軋制的方法，溫度一般控制在1500~1600℃之間。經(jīng)過開坯后的鎢材可進(jìn)一步的軋制、鍛造或者旋鍛。通常在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行壓力加工，這是因?yàn)樵俳Y(jié)晶后的鎢材其晶界表現(xiàn)為脆性，限制了加工性能，所以，隨著鎢的總加工量的增加，其變形溫度也相應(yīng)的降低。

2.1鎢棒、絲

       經(jīng)過開坯的鎢棒依據(jù)其變形量的大小，進(jìn)一步鍛造的溫度一般選擇在1100~1400℃范圍。鍛錘一般選用空氣錘、旋鍛機(jī)或者相應(yīng)的其他形式的鍛造方式，直徑3~60mm的鎢棒材都可以通過鍛造的方式獲得。鍛造中一般不允許有再結(jié)晶的現(xiàn)象，成品的棒材80%以上需要經(jīng)過鍛造加工，以確保棒材變形的均勻性，在1150℃進(jìn)行消應(yīng)力處理。

       直徑小于3mm的鎢絲需要在拉制模具上進(jìn)行單道次或者多道次的拉伸變形，一般選用通過式的加熱和消應(yīng)力方式，石墨乳為潤滑劑。

2.2鎢板、帶

       除了鎢絲以外，鎢板、帶是常用的鎢材。由于鎢的變形抗力很大，變形溫度一般在1000~1400℃，所以軋機(jī)一般要求有足夠大的軋制力，軋輥不但要求耐高溫，而且必須滿足一定的高溫強(qiáng)度。因此，軋制比較寬的鎢板難度很大。

       經(jīng)過開坯的鎢板再次加工時(shí)，隨著加工量的增加，需要不斷降低加工溫度，當(dāng)加工總量大于90%以后，可以選用200~600℃進(jìn)行加工，加工的道次變形量10%左右?？偟淖冃瘟吭?0%左右需要進(jìn)行消應(yīng)力退火處理。

       鎢帶有兩種生產(chǎn)方法：當(dāng)鎢帶的寬度較寬時(shí)，通常選用軋制箔材然后分裁的方法生產(chǎn)；當(dāng)鎢帶寬度較小時(shí)，分裁就變得很困難。由鎢絲直接軋制帶材變?yōu)橐环N可行的方法。盡管鎢絲在軋制前經(jīng)過了很大的變形，但其仍然是脆性材料，常溫下不可能進(jìn)行軋制，所以由絲材軋制帶材依舊選用加熱的方法，加熱一般有直接的通電加熱和間接的電阻爐或者煤氣加熱。到達(dá)一定變形量后鎢帶材需要合適的消應(yīng)力和電解拋光。

2.3鎢的裁剪、沖壓、焊接、機(jī)械加工

       經(jīng)過壓力加工后的棒材、絲材、帶材和板材，需要進(jìn)一步加工才能成為合格的零部件以供使用。這些進(jìn)一步的加工處理方法包括：裁剪、沖壓、彎曲、焊接、拋光和一定的機(jī)械加工。考慮到鎢材料的塑脆轉(zhuǎn)變溫度比較高及硬度很高等特點(diǎn)，鎢材的裁剪、彎曲和沖壓都需要加熱進(jìn)行，隨著鎢板厚度的減低，其相應(yīng)的加工溫度可以降低。

       鎢材常用鉚接、螺栓聯(lián)結(jié)和焊接的聯(lián)結(jié)方式，焊接一般在真空或者保護(hù)氣氛的箱體中焊接，通常焊接的部分具有粗大的晶粒，因此比基體金屬更脆。鉚接和螺栓聯(lián)結(jié)通常適用于不同金屬之間的聯(lián)結(jié)，但是一旦在高溫中使用，鎢材就表現(xiàn)為再結(jié)晶的脆性。另外，鎢材也適用于一定的釬焊方式。

       鎢材的機(jī)械加工通常包括車、銑、磨和鉆等。因?yàn)殒u在常溫的脆性以及很高的硬度，所以一般選用硬質(zhì)合金刀具，在有冷卻液的情況下進(jìn)行機(jī)械加工，值得一提的是高密度鎢合金和經(jīng)過摻雜稀土的鎢合金其加工性能有很大的改善。