高密度合金具有密度高(16.5~19.0 g/cm3)、耐高溫、強度高和延性好、沖擊韌性好等性能特點，在航空航天、國防工業和民用工業都得到了廣泛的應用。典型的W-Ni-Fe 系高密度合金含 90%~98%的鎢，添加Ni 和 Fe（比例通常為 7:3~8:2）。如采用常規粉末冶金法制備該類合金，需將 W、Ni、Fe 粉末以一定比例均勻混合，冷壓成形后在1465℃以上的高溫液相燒結致密化。然而，冷壓生坯在液相燒結時會產生超過 40%的體積收縮，導致薄壁或大尺寸復雜形狀零部件產生嚴重變形、開裂或崩塌等問題。相比之下，等離子噴涂可減小后續燒結過程中成形件因體積收縮引起的扭曲變形和應力集中。等離子噴涂溫度高達10000℃以上，噴射速度達 300~400 m/s，非常適合鎢基難熔金屬粉末熔化粘結成形；等離子噴涂沉積層致密度可達 85%以上；粉末沉積效率可達 8 kg/h，涂層厚度可以精確控制在±0.025 mm 范圍內，而且，等離子噴涂施工靈活，不受成形件尺寸及形狀限制。因此，等離子噴涂成形技術成為難熔金屬及金屬間化合物等特種材料大尺寸或薄壁等復雜形狀零部件的一種很有希望的新型制備方法，并可期望實現短流程近凈成形。

　　然而，在研究中發現，噴霧造粒粉末是球磨粉末依靠粘結劑粘合在一起的團聚體，團聚體內的微細顆粒處于機械混合狀態，相互間結合力較弱，粉末強度較低，難以抵抗高速等離子氣流的沖擊，粉體的噴涂沉積率較低。因此，必須對粉末進行高溫燒結處理，使微細顆粒間產生較強的冶金結合，減少顆粒內部孔隙，提高粉末松裝密度，以滿足等離子噴涂成形要求。

　　最近，中南大學粉末冶金國家重點實驗室采用 1600℃瞬時液相燒結處理進一步提高噴霧干燥高密度合金粉末的噴涂性能，采用等離子噴涂成形技術制備出了95W-3.5Ni-1.5Fe高密度合金薄壁(壁厚≤5 mm)。其基本工藝如下：（1）噴霧干燥粉末1600℃高溫瞬時燒結處理。復合粉末由送粉漏斗進入爐膛后以自由落體形式經過感應加熱區，達到瞬間液相燒結的目的。高溫瞬時燒結爐工作過程中通以高純氬氣進行保護。（2）等離子噴涂成形。為防止噴涂過程中粉末堵塞送粉軟管，需先將其置于干燥箱中 100℃下干燥 1 h。為防止等離子噴涂時粉末材料氧化，密閉噴涂室內充入高純氬氣進行保護。（3）真空燒結。等離子噴涂成形完畢后，采用機械加工去除石墨芯模，然后將其置于真空爐中進行燒結處理。真空燒結時升溫速度為 10℃/min，燒結溫度在 1200℃以上，保溫時間為 90 min。

　　結果表明：由于對粉末進行了瞬時液相燒結處理，使噴霧造粒團聚體內的粉末由機械混合轉變為冶金結合，噴涂沉積率從 45%提高至 70%以上。等離子噴涂沉積層為層片結構，致密度約 88.9%。經1465℃高溫真空固相燒結后，顆粒重排迅速發生，沉積層由層片結構轉變為顆粒結構，成形件致密度顯著提高，拉伸強度顯著增大至 567.10MPa，伸長率達 8.65%。