真空熱處理是一種在高真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行金屬或合金加熱與冷卻的工藝，常用於提高材料的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性和表面品質(zhì)。相比傳統(tǒng)熱處理方法，它具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如防止氧化脫碳、提高處理潔淨(jìng)度、減少熱處理變形等，因而廣泛應(yīng)用於航空航太、精密儀器、模具製造和高端電子工業(yè)等領(lǐng)域。作為承載高溫金屬或合金的關(guān)鍵部件，鎢坩堝在這個(gè)過程中發(fā)揮著重要作用。
鎢是一種具有極高熔點(diǎn)、低蒸汽壓和優(yōu)異熱穩(wěn)定性的金屬，其在高溫真空環(huán)境中表現(xiàn)出極佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。坩堝正是利用這些特性，廣泛用於真空熱處理工藝中的熔融、燒結(jié)、退火及合金化等高溫工序。由於真空熱處理通常在1100°C至2000°C之間進(jìn)行，對(duì)容器材料的耐熱性和化學(xué)惰性有極高要求，這種坩堝是少數(shù)能夠在如此極端條件下保持長期穩(wěn)定運(yùn)行的材料之一。
在真空環(huán)境中，傳統(tǒng)金屬如不銹鋼、鎳基合金等在高溫下容易揮發(fā)或與被處理材料發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致金屬污染或合金成分失控。而鎢在真空或惰性氣體環(huán)境中化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，即使在2000°C以上也不會(huì)與多數(shù)金屬或氣體發(fā)生反應(yīng)，極大地保障了熱處理過程的純淨(jìng)性。例如，在處理鈦、鉬、鉭等活性金屬時(shí)，鎢坩堝可以防止這些材料在高溫下吸附氧、氮或碳，從而保持其化學(xué)純度與性能。
W坩堝還具備優(yōu)良的熱導(dǎo)率和熱震穩(wěn)定性，這使其能夠快速回應(yīng)熱處理設(shè)備中的升溫或降溫操作，有效提高熱處理效率並減少溫度不均引起的材料變形或開裂。此外，鎢的高密度和強(qiáng)度使其在高溫下依然能承受工件或熔體的重量而不發(fā)生結(jié)構(gòu)崩塌，特別適合用於大尺寸或高品質(zhì)工件的真空處理。
典型應(yīng)用包括：
高溫退火：用於鉬、鈦、鈮等金屬的真空退火，消除內(nèi)應(yīng)力，提高組織均勻性和尺寸穩(wěn)定性；
真空燒結(jié)：適用於硬質(zhì)合金、陶瓷和粉末冶金製品的緻密化處理，提升材料的機(jī)械性能；
真空合金化：用於高性能合金材料的冶煉與混合，尤其在真空電弧爐、電子束爐等設(shè)備中，W坩堝是重要的熔池容器；
熱清洗與脫氣處理：某些電子元件和高純材料在真空下加熱以去除雜質(zhì)和氣體吸附層，W坩堝提供了一個(gè)穩(wěn)定的無污染環(huán)境。
儘管W坩堝有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其在實(shí)際使用中仍需注意保護(hù)條件。例如，在含氧環(huán)境中，鎢容易氧化生成氧化鎢（WO?），並在高溫下昇華，從而降低使用壽命。因此，鎢坩堝通常只在高真空或充滿惰性氣體（如氬、氦）保護(hù)的環(huán)境中使用，以避免氧化損失。此外，由於鎢材料本身的加工難度大、價(jià)格較高，其使用和維護(hù)成本也需在整體工藝中權(quán)衡考慮。
