具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例一

如图1所示，钨铜合金的制备设备，包括电子束熔炼炉1，所述电子束熔炼炉1的顶部设置有一电子枪组件2，底部设置有一原料放置机构6，侧壁设置有一进料机构7，所述进料机构7的出料端与原料放置机构6相连。

电子枪组件2包括电子枪以及安装电子枪的转动座，电子枪为冷阴极电子枪，最大功率为600kw，熔炼温度可达10000℃，转动座即可在一定的范围内转动，使得电子枪可以进行环状扫描。原料放置机构6即用于放置原料，可采用坩埚，其位置与电子枪的位置对应，保证电子枪的电子束能够到达坩埚上的原料。进料机构7则用于将原料送入原料放置机构6，进料机构7具体可采用现有的滚筒式进料器。

钨铜合金的制备原料包括铜原料和钨原料，铜原料和钨原料优选采用圆饼状，制备时，先将铜原料通过进料机构7输送至原料放置机构6。然后将电子束熔炼炉1抽真空，具体地，对电子束熔炼炉进行第一次抽真空，真空度达到2pa后，保持时间30min-1h，再进行第二次抽真空，使真空度到达5×10^-2pa。通过抽真空可防止空气中的元素对铜钨合金造成污染。

抽真空后，利用电子枪组件2向铜原料发射电子束，电子枪组件2的功率为10kw-30kw，使铜液化并蒸发，形成铜蒸气，铜蒸气充满电子束熔炼炉1的内部空间。铜原料中的铜全部蒸发后，再进料机构7将钨原料输送至原料放置机构6，并利用电子枪组件2向钨原料发射电子束，电子枪组件2的功率增加至30kw-140kw，使钨液化并蒸发，形成钨蒸气。在对钨进行熔炼时，铜蒸气的温度在电子束的作用下进一步升高，直到接近钨蒸气的温度。产生的钨蒸气与铜蒸气混合，得到铜钨混合蒸气，经过快速冷却至低于铜的熔点，铜钨混合蒸气凝固成为铜钨合金。由于铜的凝固点远低于和钨的凝固点，为了保证铜钨合金中的铜和钨均匀分布，将铜钨混合蒸气快速冷却，使得铜钨混合蒸气的温度在很短的时间内降低至铜的熔点至下，使得铜和钨同时冷凝、凝固成为固体合金。

为了使得铜原料和钨原料均匀受热和液化蒸发，铜原料和钨原料呈饼状，电子枪组件2的电子束对铜原料和钨原料进行环状扫描，对铜原料的扫描速度为5min-20min每转，对钨原料的扫描速度为10min-20min每转。

为了便于控制铜钨混合蒸气的冷凝凝固，如图1、图3和图4所示，电子束熔炼炉1内腔的上部设置有水平的基板3，基板3采用耐高温材质，基板3为两块，分别安装在电子束熔炼炉1的两个内侧壁，电子枪组件2位于基板3的上方，两个基板3之间具有间距，使得电子枪组件2发出的电子束能够通过间距到达下方的原料。电子枪组件2和基板3采用这种位置布局，铜钨混合蒸气运动到基板3的上方时，电子枪组件2的电子束可以对基板3上方的铜钨混合蒸气继续加热，使铜钨混合蒸气的温度保持高于钨的沸点。

基板3内部设置有波浪形的冷却管5，可向冷却管5中通入冷却介质，冷却介质可以是空气、水或者油等，用于对基板3上方的铜钨混合蒸气进行冷却。所述基板3的下表面设置有隔热层4，隔热层4采用耐高温的隔热材料，防止冷却管5中的冷却介质对基板3下方的铜钨混合蒸气进行冷却。铜钨混合蒸气运动至基板3的上方时，向冷却管5中通入冷却介质，将基板3上方的铜钨混合蒸气快速冷却至低于铜的熔点，使铜钨混合蒸气凝固并附在基板3的上表面。在冷却介质的作用下，基板3上表面及附近空间的温度很低，铜钨混合蒸气为气体，做不规则的运动，当铜钨混合蒸气运动至基板3上表面及附近空间时，温度骤降，从而冷凝、液化并在重力的作用下落在基板3上表面，形成铜钨合金层，而基板3上表面附近的气体凝固后，气压减小，其他部位的铜钨混合蒸气会填充基板3上表面附近的空间，继续被冷凝凝固，从而实现了将铜钨混合蒸气有序、缓慢地冷却，且最终能够在基板3上表面得到铜钨合金块。采用这种冷却方式，可以使得绝大部分的铜钨混合蒸气附着在基板3上表面，只有少量的铜钨混合蒸气附着在电子束熔炼炉1的内壁，经过多次熔炼制备后，可以回收电子束熔炼炉1内壁的铜钨材料。通过控制冷却介质的流量以及温度，可以控制对铜钨混合蒸气的冷却温度，最好是将冷却温度控制在800至1000℃左右，待到绝大部分铜钨混合蒸气冷凝凝固后，再通过自然冷却的方式将铜钨合金冷却至室温，这样可防止铜原料和钨原料熔炼时气化的氢、氧等杂质元素再次进入铜钨合金，从而提高铜钨合金的纯度。

为了确保得到的铜钨合金的组分分布均匀，等到钨原料中的钨全部蒸发后，电子枪组件2继续发射电子束，持续1小时以上，使得铜蒸气的温度与钨蒸气的温度均匀、相等，且铜蒸气和钨蒸气均匀混合，再采用上述方式对铜钨混合蒸气进行冷却降温。

实施例二

如图2所示，钨铜合金的制备设备，包括电子束熔炼炉1，所述电子束熔炼炉1的顶部设置有2个电子枪组件2，底部设置有2个原料放置机构6，侧壁设置有2个进料机构7，每个所述进料机构7的出料端与一个原料放置机构6相连，每个原料放置机构6位于一电子枪组件2的下方。电子枪组件2、原料放置机构6以及进料机构7的结构、功能同实施例一。

制备铜钨合金时，将铜原料和钨原料同时放入电子束熔炼炉1的两个原料放置机构6，两个原料放置机构6之间具有一定的间距，使得铜原料和钨原料之间具有一定的间距，利用两组电子枪组件2分别向铜原料和钨原料发射电子束，使得铜和钨同时液化并蒸发，产生铜蒸气和钨蒸气，铜蒸气和钨蒸气充满电子束熔炼炉1并混合成为铜钨混合蒸气。待到铜原料和钨原料均全部液化蒸发后，将铜钨混合蒸气的温度快速冷却至铜熔点之下，使得铜钨混合蒸气冷凝凝固，得到铜钨合金。

为了使铜钨混合蒸气有序、可控地冷凝凝固，所述电子束熔炼炉1的内腔上部设置有水平的基板3，所述基板3的下表面设置有隔热层4，基板3内部设置有波浪形的冷却管5。具体地冷却过程同实施例一。

铜原料和钨原料呈饼状，电子枪组件2的电子束对铜原料和钨原料进行环状扫描，对铜原料的扫描速度为5min-20min每转，对钨原料的扫描速度为10min-20min每转，保证铜原料和钨原料被均匀熔炼。

为了确保得到的铜钨合金的组分分布均匀，等到铜原料和钨原料中的钨全部蒸发后，电子枪组件2继续发射电子束，持续1小时以上，使得铜蒸气的温度与钨蒸气的温度均匀、相等，且铜蒸气和钨蒸气均匀混合。

本发明的铜原料和钨原料可采用便宜的回收料，成本比只使用粉末冶金降低15％以上，经过电子束的熔炼后，原材料中的孔隙等缺陷不影响铜钨合金的品质，原料中的氢、氧、氮等低熔点杂质元素被气化，并且在后续铜钨混合蒸气的冷凝凝固过程中，低熔点杂质元素不会再进入铜钨合金，从而保证了铜钨合金的纯度。此外，本发明工艺过程简单，在电子束熔炼炉1中即可完成全部制备过程，而电子束熔炼炉1为现有常见的冶金设备，工艺参数精确、可控，保证了铜钨合金的品质。还可以通过调节铜原料和钨原料的比例控制铜钨合金中的钨含量，能够制备高钨含量的铜钨合金。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。