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(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐中， 對(duì)藍(lán)寶石生長(zhǎng)過(guò)程中的種晶成功率、拉晶質(zhì)量控制、脫晶粘鍋以及使用壽命起到了關(guān)鍵作用。隨著LED照明行業(yè)的發(fā)展，藍(lán)寶石的需求量越來(lái)越高，作為藍(lán)寶石生產(chǎn)過(guò)程中的消耗品，鉬坩堝的需求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的燒結(jié)鉬坩堝，在燒結(jié)過(guò)程中，存在著氣泡，降低了鉬坩堝的強(qiáng)度，影響其使用壽命。 在這樣的環(huán)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(zhuǎn)體零件的工藝方法， 在制備坩堝樣零件方面有天然的優(yōu)勢(shì)， 對(duì)于旋壓工藝所要面臨的技術(shù)難點(diǎn)，需要業(yè)內(nèi)人士共同努力。 3D打印技術(shù)作為一種新型的制造技術(shù)，雖然不夠成熟，但其先進(jìn)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(shù)現(xiàn)存工藝缺點(diǎn)以后，此種工藝方法也可用于鉬坩堝的制備過(guò)程。有關(guān)鉬坩堝的最新工藝技術(shù)，正中金屬分享如下：

1、旋壓法制備鉬坩堝

旋壓是一種綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾壓等工藝特點(diǎn)的少無(wú)切削的先進(jìn)工藝。旋壓工藝過(guò)程主要是利用旋輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 對(duì)隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬毛坯施加壓力， 金屬毛坯產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形，最后得到所需的空心回轉(zhuǎn)體零件。利用旋壓加工方法制備鉬坩堝其優(yōu)勢(shì)在于：

①旋壓過(guò)程中，旋輪對(duì)于坯料逐點(diǎn)壓下，近似點(diǎn)接觸， 接觸面積小， 單位壓力大， 適合與加工高強(qiáng)度難變形，且功率消耗也大大降低。同時(shí)近似的逐點(diǎn)變形， 會(huì)使毛坯本身存在的缺陷暴露出來(lái)，    有自檢作用。

② 在加工過(guò)程中，坯料的金屬晶粒受三項(xiàng)變形力作用，沿變形區(qū)滑移面滑移，晶粒趨向于等軸狀，滑移面各滑移層的方向與變形方向一致，金屬纖維保持連續(xù)完整，旋壓制品的強(qiáng)度提高。 

③ 旋壓過(guò)程中，旋輪對(duì)被旋壓的金屬在壓延的同時(shí)， 有整平作用。 所以，  旋壓法制備的鉬坩堝應(yīng)該可以達(dá)到較高的尺寸精度和表面光潔度。 

④ 旋壓加工是一種少無(wú)切削工藝，因此，材料利用率高，節(jié)省成本。

對(duì)于旋壓工藝生產(chǎn)鉬坩堝的研究， 國(guó)內(nèi)已有先例。 西安西工大超晶科技發(fā)展有限責(zé)任公司， 采用真空熔煉法制作純鉬鑄錠，再將鑄錠熱軋成板坯，經(jīng)旋壓設(shè)備對(duì)板坯進(jìn)行旋壓， 最后對(duì)旋壓得到的半成品件做表面處理，得到符合要求的產(chǎn)品。 其整個(gè)工藝過(guò)程中，包括強(qiáng)旋加普旋的預(yù)成形，兩次強(qiáng)旋的終成形，夾雜兩次退火過(guò)程，最終制得適合用于加工藍(lán)寶石的大尺寸鉬坩堝。

雖然已經(jīng)有成功利用旋壓工藝加工鉬坩堝的先例，但依然有一定的技術(shù)難度。 首先，鉬在常溫下表現(xiàn)出了較高的硬度和脆性， 常溫旋壓加工容易出現(xiàn)脆性斷裂，所以必須加熱旋壓。加熱溫度的選擇成為 一個(gè)難點(diǎn)，溫度過(guò)低，達(dá)不到塑性變形所需溫度，會(huì)發(fā)生脆性斷裂；溫度過(guò)高，超過(guò)再結(jié)晶溫度，會(huì)使坯料組織性能發(fā)生變化，同時(shí)能耗較高。 其次，參考西工大超晶科技發(fā)展有限責(zé)任公司的工藝流程，期間夾雜兩次退火過(guò)程，拖長(zhǎng)了整個(gè)生產(chǎn)周期，如何從工藝上規(guī)避退火過(guò)程，減短整個(gè)工藝過(guò)程的同時(shí)，保證坩堝的尺寸精度與強(qiáng)度，是利用旋壓工藝生產(chǎn)鉬坩堝的另一技術(shù)難點(diǎn)。 最后，了解旋壓過(guò)程中，旋輪軌跡、旋壓道次，各工藝參數(shù)對(duì)制得鉬坩堝的性能以及尺寸精度的影響，從而做到精確控制，也是利用旋壓方法制備鉬坩堝的一大技術(shù)難點(diǎn)。

2、利用3D打印技術(shù)制備鉬坩堝

3D 打印(或稱為“添加制造”)技術(shù)是一種與傳統(tǒng)的材料去除加工方法相反的， 基于三維數(shù)字模型的，通常采用逐層制造方式將材料結(jié)合起來(lái)的工藝。相對(duì)于傳統(tǒng)的材料切削加工和受迫成形方法，3D 打印采用逐點(diǎn)或逐層堆積材料的方法制造物理模型 。其成形原理有以下幾種：

1)熔融擠壓堆積成形。 利用熱塑性材料的熱熔性和粘接性， 將材料絲通過(guò)加熱器的擠壓頭融化成液體， 擠壓頭在計(jì)算機(jī)的控制下沿設(shè)計(jì)好的零件輪廓截面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擠出熔化的材料絲，材料在短時(shí)間內(nèi)凝固，形成一層，然后擠壓頭軸向移動(dòng)，構(gòu)建第二層，層疊成零件。

2)光固化光敏樹脂成形。 利用紫外激光對(duì)液態(tài)光敏樹脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描， 被掃描區(qū)域產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化， 再在固化表面布一層新的液態(tài)樹脂并掃描，重復(fù)逐層完成零件制造。

3)選擇性激光燒結(jié)。 對(duì)粉末材料，如塑料粉， 陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉，金屬與粘結(jié)劑的混合粉等， 利用激光束按照零件輪廓分層選擇性燒結(jié)。

4)分層實(shí)體制造法。 將材料做成薄片材料， 利用CO2激光器切出零件本層輪廓，然后粘結(jié)第二層薄片，再次用激光器切除本層零件輪廓，重復(fù)此過(guò)程完成零件制造。

根據(jù) 3D 打印技術(shù)的原理， 用這種方法制備鉬坩堝的想法是可以實(shí)現(xiàn)的，采用選擇性激光燒結(jié)的方法， 將制備好的鉬與粘結(jié)劑的混合粉，利用CO2激光器按照坩堝尺寸分層燒結(jié)，  最后成形為坩堝樣。  采用

3D 打印技術(shù)生產(chǎn)鉬坩堝的優(yōu)點(diǎn)為：

① 3D 打印作為一種增材制備零件的工藝，對(duì)于原料的使用率，是現(xiàn)行任何加工方法不能比擬的，節(jié)省成本。 

② 相對(duì)于旋壓制備鉬坩堝需要燒結(jié)軋制鉬板坯的工藝過(guò)程，

3D 打印技術(shù)直接使用金屬粉末，工藝簡(jiǎn)潔，省工時(shí)。

雖然在原理上， 利用 3D打印技術(shù)生產(chǎn)鉬坩堝是可行的，但是存在一定的技術(shù)難度。首先，鉬的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度，同時(shí)燒結(jié)過(guò)程粘結(jié)劑的選擇，對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程是一個(gè)大的難點(diǎn)。 其次，就目前已經(jīng)利用 3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件，在尺寸精度上還有待加強(qiáng)。 用3D打印技術(shù)生產(chǎn)鉬坩堝時(shí)， 如何提高其尺寸精度是另一難點(diǎn)。 另外，如何保證生產(chǎn)的鉬坩堝的強(qiáng)度，如何規(guī)避燒結(jié)過(guò)程中由于粘結(jié)劑的蒸發(fā)燒蝕等產(chǎn)生的氣泡，也是需要考慮的技術(shù)難點(diǎn)。