鉬坩堝在稀土熔煉爐、 玻璃熔煉爐中是很重要的容器。 尤其在藍寶石單晶生長爐中， 對藍寶石生長過程中的種晶成功率、拉晶質量控制、脫晶粘鍋以及使用壽命起到了關鍵作用。隨著LED照明行業的發展，藍寶石的需求量越來越高，作為藍寶石生產過程中的消耗品，鉬坩堝的需求也越來越高。傳統的燒結鉬坩堝，在燒結過程中，存在著氣泡，降低了鉬坩堝的強度，影響其使用壽命。 在這樣的環境下，尋找新的鉬坩堝制取工藝顯得尤為重要。 旋壓工藝作為成熟的制備回轉體零件的工藝方法， 在制備坩堝樣零件方面有天然的優勢， 對于旋壓工藝所要面臨的技術難點，需要業內人士共同努力。 3D打印技術作為一種新型的制造技術，雖然不夠成熟，但其先進的制造理念，也可以用在鉬坩堝加工上，在解決了 3D打印技術現存工藝缺點以后，此種工藝方法也可用于鉬坩堝的制備過程。有關鉬坩堝的最新工藝技術，正中金屬分享如下：

1、旋壓法制備鉬坩堝

旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)是一種綜合(he)了鍛(duan)造、擠壓(ya)(ya)、拉伸、彎曲、環軋(ya)、橫(heng)軋(ya)和滾壓(ya)(ya)等(deng)工(gong)(gong)藝(yi)特點的(de)少無切削的(de)先進工(gong)(gong)藝(yi)。旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)藝(yi)過程主要(yao)是利(li)用旋(xuan)(xuan)輪的(de)進給運動， 對隨機床主軸轉動的(de)金屬毛坯施加壓(ya)(ya)力， 金屬毛坯產生連(lian)續的(de)局部塑性變形，最后(hou)得到(dao)所需的(de)空心回轉體零件。利(li)用旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)加工(gong)(gong)方法(fa)制備鉬坩堝其優勢在于(yu)：

①旋壓(ya)過程中，旋輪(lun)對于坯料逐點(dian)壓(ya)下(xia)，近似點(dian)接觸， 接觸面(mian)積小， 單(dan)位壓(ya)力(li)大(da)， 適合與(yu)加(jia)工高強度難變形(xing)，且功(gong)率消耗也大(da)大(da)降低。同時(shi)近似的逐點(dian)變形(xing)， 會使毛坯本身存在的缺陷(xian)暴露出來，    有自(zi)檢作用。

② 在加工過程(cheng)中(zhong)，坯(pi)料的(de)金屬晶(jing)粒受三項變(bian)形(xing)力作(zuo)用，沿變(bian)形(xing)區滑移(yi)面滑移(yi)，晶(jing)粒趨(qu)向于等軸(zhou)狀，滑移(yi)面各滑移(yi)層的(de)方向與變(bian)形(xing)方向一致，金屬纖維保持連續完整，旋壓(ya)制(zhi)品的(de)強(qiang)度提高。 

③ 旋(xuan)壓(ya)過程(cheng)中(zhong)，旋(xuan)輪(lun)對被旋(xuan)壓(ya)的(de)金屬在(zai)壓(ya)延的(de)同(tong)時， 有整(zheng)平作用。 所以，  旋(xuan)壓(ya)法制備的(de)鉬坩堝應(ying)該可以達到較高的(de)尺寸精度(du)和表面光潔度(du)。 

④ 旋壓加工是一種少無切削工藝，因(yin)此，材料(liao)利用率高，節省成本。

對(dui)于旋(xuan)壓(ya)工(gong)藝(yi)生產鉬(mu)坩(gan)(gan)堝的(de)研究， 國內(nei)已有先例(li)。 西安(an)西工(gong)大超(chao)晶科(ke)技發(fa)展(zhan)有限責任公(gong)司(si)， 采用(yong)真空(kong)熔煉(lian)法制(zhi)作純鉬(mu)鑄(zhu)錠(ding)，再將鑄(zhu)錠(ding)熱軋成板(ban)坯(pi)，經旋(xuan)壓(ya)設備對(dui)板(ban)坯(pi)進行旋(xuan)壓(ya)， 最后對(dui)旋(xuan)壓(ya)得到的(de)半成品(pin)件(jian)做表面處理，得到符合(he)要求的(de)產品(pin)。 其整個工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)程中，包括強旋(xuan)加普(pu)旋(xuan)的(de)預成形(xing)，兩次(ci)強旋(xuan)的(de)終成形(xing)，夾雜(za)兩次(ci)退(tui)火過(guo)(guo)程，最終制(zhi)得適合(he)用(yong)于加工(gong)藍寶石(shi)的(de)大尺(chi)寸(cun)鉬(mu)坩(gan)(gan)堝。

雖然已經有成(cheng)功利用旋(xuan)壓(ya)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)加工(gong)(gong)鉬坩堝(guo)的(de)(de)(de)先例(li)，但依然有一定的(de)(de)(de)技(ji)術難(nan)(nan)(nan)度(du)。 首先，鉬在常(chang)溫(wen)下(xia)表現(xian)出了較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)和脆性(xing)， 常(chang)溫(wen)旋(xuan)壓(ya)加工(gong)(gong)容易出現(xian)脆性(xing)斷裂，所以(yi)必須加熱(re)旋(xuan)壓(ya)。加熱(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)選擇成(cheng)為(wei) 一個(ge)難(nan)(nan)(nan)點，溫(wen)度(du)過低，達不到(dao)塑性(xing)變(bian)形所需溫(wen)度(du)，會發生脆性(xing)斷裂；溫(wen)度(du)過高(gao)(gao)，超(chao)過再結晶(jing)溫(wen)度(du)，會使坯料(liao)組織(zhi)性(xing)能發生變(bian)化(hua)，同(tong)時(shi)(shi)能耗較高(gao)(gao)。 其次，參考西工(gong)(gong)大超(chao)晶(jing)科(ke)技(ji)發展(zhan)有限責(ze)任公司的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)，期(qi)間(jian)夾雜兩次退火過程(cheng)(cheng)，拖(tuo)長(chang)了整個(ge)生產周期(qi)，如何(he)從工(gong)(gong)藝(yi)(yi)上(shang)規避退火過程(cheng)(cheng)，減短(duan)整個(ge)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)，保證(zheng)坩堝(guo)的(de)(de)(de)尺寸(cun)精(jing)度(du)與強度(du)，是利用旋(xuan)壓(ya)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)生產鉬坩堝(guo)的(de)(de)(de)另一技(ji)術難(nan)(nan)(nan)點。 最(zui)后，了解(jie)旋(xuan)壓(ya)過程(cheng)(cheng)中(zhong)，旋(xuan)輪軌跡、旋(xuan)壓(ya)道(dao)次，各工(gong)(gong)藝(yi)(yi)參數對制得鉬坩堝(guo)的(de)(de)(de)性(xing)能以(yi)及尺寸(cun)精(jing)度(du)的(de)(de)(de)影響，從而做到(dao)精(jing)確控(kong)制，也是利用旋(xuan)壓(ya)方法制備鉬坩堝(guo)的(de)(de)(de)一大技(ji)術難(nan)(nan)(nan)點。

2、利用3D打印技術制備鉬坩堝

3D 打(da)印(或稱(cheng)為(wei)“添加制造(zao)”)技術是一種與傳統的材料(liao)去除加工(gong)方(fang)(fang)法相(xiang)反的， 基于三維(wei)數字模(mo)型(xing)的，通常采用(yong)逐層制造(zao)方(fang)(fang)式(shi)將材料(liao)結合起來的工(gong)藝(yi)。相(xiang)對于傳統的材料(liao)切削(xue)加工(gong)和受迫成形方(fang)(fang)法，3D 打(da)印采用(yong)逐點或逐層堆積材料(liao)的方(fang)(fang)法制造(zao)物理模(mo)型(xing) 。其成形原理有(you)以下幾種：

1)熔(rong)融(rong)擠(ji)(ji)壓(ya)堆積成(cheng)形(xing)。 利用(yong)熱塑性材料(liao)的(de)(de)(de)(de)熱熔(rong)性和粘接性， 將材料(liao)絲通(tong)過加熱器的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)頭(tou)融(rong)化(hua)成(cheng)液體， 擠(ji)(ji)壓(ya)頭(tou)在(zai)計算機的(de)(de)(de)(de)控制下沿設計好的(de)(de)(de)(de)零件(jian)輪廓截面(mian)運動(dong)，同時擠(ji)(ji)出(chu)熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)絲，材料(liao)在(zai)短時間(jian)內凝固，形(xing)成(cheng)一層，然后擠(ji)(ji)壓(ya)頭(tou)軸向(xiang)移動(dong)，構建(jian)第(di)二(er)層，層疊成(cheng)零件(jian)。

2)光(guang)(guang)固化光(guang)(guang)敏(min)樹(shu)脂成(cheng)形。 利用紫外激光(guang)(guang)對液態(tai)光(guang)(guang)敏(min)樹(shu)脂進行(xing)逐點掃(sao)描(miao)， 被掃(sao)描(miao)區域產生(sheng)聚(ju)合反應而固化， 再(zai)在固化表面布一層新的液態(tai)樹(shu)脂并掃(sao)描(miao)，重復逐層完成(cheng)零件制造。

3)選擇(ze)性(xing)激光燒(shao)結。 對粉(fen)末材料，如塑料粉(fen)， 陶瓷(ci)與粘(zhan)結劑的混合(he)粉(fen)，金屬(shu)與粘(zhan)結劑的混合(he)粉(fen)等， 利用激光束按(an)照零件輪廓分(fen)層(ceng)選擇(ze)性(xing)燒(shao)結。

4)分層實體制造法。 將材料(liao)做成(cheng)薄片材料(liao)， 利用CO2激光器切出零(ling)件本(ben)層輪廓，然(ran)后(hou)粘結第(di)二層薄片，再次用激光器切除本(ben)層零(ling)件輪廓，重復此過程完成(cheng)零(ling)件制造。

根據 3D 打印技術的(de)原理(li)， 用(yong)這種方(fang)法制(zhi)(zhi)備鉬(mu)(mu)坩堝的(de)想法是可以(yi)實現的(de)，采用(yong)選擇性激光(guang)(guang)燒結的(de)方(fang)法， 將制(zhi)(zhi)備好的(de)鉬(mu)(mu)與粘結劑(ji)的(de)混合(he)粉，利用(yong)CO2激光(guang)(guang)器按照坩堝尺寸(cun)分層燒結，  最后成(cheng)形為(wei)坩堝樣。  采用(yong)

3D 打印技術生產鉬坩堝的(de)優點為：

① 3D 打印作為一種增材(cai)制備零件的工藝，對于原料的使用率，是現行任何加工方法(fa)不能比擬的，節(jie)省(sheng)成本。 

② 相對于旋壓制備鉬(mu)(mu)坩堝(guo)需要(yao)燒(shao)結(jie)軋制鉬(mu)(mu)板(ban)坯的工藝過程，

3D 打印技術(shu)直接(jie)使用金屬(shu)粉末，工(gong)藝簡潔，省工(gong)時。

雖然(ran)在原理上(shang)， 利用(yong)(yong) 3D打(da)印(yin)技術生(sheng)產(chan)鉬坩(gan)堝(guo)是(shi)(shi)可行的，但是(shi)(shi)存(cun)在一定的技術難(nan)(nan)度(du)。首先，鉬的高(gao)熔(rong)點、高(gao)強度(du)，同時(shi)燒(shao)結(jie)過(guo)(guo)程(cheng)粘結(jie)劑的選(xuan)擇，對整個工藝過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)(shi)一個大的難(nan)(nan)點。 其次，就目前已經利用(yong)(yong) 3D打(da)印(yin)技術生(sheng)產(chan)的零(ling)件，在尺寸精度(du)上(shang)還有待(dai)加強。 用(yong)(yong)3D打(da)印(yin)技術生(sheng)產(chan)鉬坩(gan)堝(guo)時(shi)， 如(ru)(ru)何提高(gao)其尺寸精度(du)是(shi)(shi)另(ling)一難(nan)(nan)點。 另(ling)外，如(ru)(ru)何保證生(sheng)產(chan)的鉬坩(gan)堝(guo)的強度(du)，如(ru)(ru)何規(gui)避燒(shao)結(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中由于粘結(jie)劑的蒸發燒(shao)蝕等產(chan)生(sheng)的氣泡，也是(shi)(shi)需要考慮的技術難(nan)(nan)點。