铱合金的融化及冶金

铱的熔化通过感应熔化、电子束熔化和电弧熔化方法进行。感应熔化，经常用于初始熔化（11），在空气中用氧化锆或氧化镁坩埚进行。由于坩埚材料在铱熔化温度(5)下会过度挥发，因此坩埚不适合在真空中使用。通过使用电子束、等离子或水冷铜坩埚电弧熔化来避免陶瓷夹杂物。铱的等离子熔化在大约50Pa的中等压力下进行。并通过杂质的蒸发提供一些净化，尽管程度低于电子束熔化。

在某些情况下，变形加工前的最终熔化操作（12)是电子束熔化（上面在纯化下讨论）。按钮电弧熔化用于相对少量的铱和铱合金，特别是那些在熔化过程中会蒸发的合金添加剂。真空电弧重熔(VAR)适用于较大尺寸的熔体，并提供内部孔隙很少或没有内部孔隙的铸锭(13)。VAR锭具有相对较大的晶粒尺寸和一定程度的定向凝固。在大约13mPa的真空中，以大约3kgmin-1的熔化速率，用31V的3000A直流电(DC)熔化直径27毫米的电极以生产直径63毫米的铱合金锭.即使在锻造或轧制锭的情况下。

孔隙率的控制也很重要，因为即使通过热挤压等广泛的热变形（14），熔化的锭中的孔隙也可能永远不会被完全密封。粉末冶金贵金属铱压制和烧结的粉末冶金方法可用于制备坯料，用于随后的热加工以生产完全致密的产品(15)，但通过这些方式生产完全致密的近净形状的进展受到限制。在Pgms及其合金（包括纯铱和铱-Pt合金）的粉末冶金方法研究中，纯铱和铱-30wt.%Pt均不适合压制和烧结，也不适合热等静压(HIP)（16）。铱的问题包括它的高熔化温度。

这排除了标准的气体雾化方法，以及在HIP过程中罐材料的污染。通过等离子体旋转电极工艺将铱-50wt.%Pt合金加工成粉末，并通过HIP(16）。铱粉末或海绵通常由铱晶体的附聚物组成，晶体尺寸约为1微米，附聚物的尺寸范围为10微米至150微米。用随后的热压烧结铱粉已用于制造铱坩埚（17）。一种含有15%（重量）氧化钇的铱复合材料被开发为等离子切割的电极材料（18）。

该材料是通过在氢气中在2273K下压制和烧结30分钟来制备的，以获得94%的密度。含有高达15%的铌、钛、锆或铪合金添加物的铱基合金已在实验室规模上使用脉冲电流烧结方法从预合金粉末中固结(19)。与早期使用元素粉末的工作相比，均匀性得到改善，密度接近98%。还发现使用元素粉末不适合制备铱的四元合金，因为在熔化的合金中无法获得所需的微观结构(20)。粉末冶金方法已被用于生产用作过滤器或其他应用的多孔铱。

传统的压制和烧结方法已被用于生产多孔铱金属过滤器。该过滤器结合到铱合金部件（21）。结合和最终烧结在2173K下在真空炉中使用石墨工具在0.5cm2的面积上施加22N的负载。达到了理论密度的47%。随后在室温下压缩将密度增加到67%，以获得所需的过滤器流速。已研究将浆料浇铸作为生产具有受控密度和孔径的多孔铱部件的方法(22）。去除蜡粘合剂后，样品在氩气中在1273K下预烧结一小时，以达到33%的密度。

在1473K和1573K下真空烧结一小时，密度分别为35%和46%。