一种高比重钨合金材料及其制备方法技术

一种高比重钨合金材料及其制备方法，它涉及一种钨合金材料及其制备方法。它解决了现有高比重钨合金产品塑性差、强度低、变形量小、残余力大，方法所需设备吨位大、脱模时间长、模具要严格密封及成本高的问题。高比重钨合金材料由钨粉末、镍粉末、铁粉末和钴粉末制成。制备方法：一、制混合粉末Ａ；二、制坯料；三、烧结坯料；四、制混合粉末Ｂ；五、制润滑介质；六、将坯料与润滑介质放入模具内进行挤压成型，即得。本发明专利技术高比重钨合金材料塑性好、强度大、变形量大及残余力小。本发明专利技术制备方法简单、所需设备吨位小、脱模时间短、对模具没有严格要求及成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钨合金材料及其制备方法。
技术介绍
我国是钨资源大国，而钨合金又因其具有高密度， 一系列优异的性能的特 点，被广泛应用在尖端科学领域、军事工业和民用工业中。高比重钨合金主要 由镍、铁、钴、铜、铬等元素组成，常采用热等静压、辐射加热烧结方法制备。目前，提高钨合金性能的方法主要有添加微量元素、改善成分配比、细化 钨颗粒尺寸、优化烧结工艺及热处理和形变强化等方法，其中形变强化效果最 显著，但形变强化只有大的塑性变形才能达到显著提高强度的目的，但强度大 幅度提高的同时塑性就会下降。形变强化工艺目前生产上主要采用旋转锻造，旋转锻造每道次变形量(10% 17%)很小，仅表面变形量大，心部变形量小， 变形不均匀，变形量过大会导致开裂，由于需要多次加热锻造致使生产效率低， 材料利用率低，能耗大且成本高；而采用冷静静压方法制备高比重钩合金，虽 增大了变形量，但所需设备吨位大，模具要严格密封，安全性不好，冷静液挤 压不能一次挤出，挤压后有残料，脱模时间长，这样冷静液挤压生产效率低， 冷变形坯料残余应力大。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有高比重钨合金产品塑性差、强度低、变形量小、残余 力大，方法所需设备吨位大、脱模时间长、模具要严格密封及成本高的问题， 而提供的。高比重钨合金材料按重量百分比由93.0% 97.0%的鸽粉末、2.1% 4.9% 的镍粉末、0.8% 2.0%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。制备高比重钨合金材料的方法按以下步骤实现 一、按重量百分比取 93.0% 97.0%的钨粉末、2.1% 4.9%的镍粉末、0.8% 2.0%的铁粉末和0.1% 的钴粉末混合均匀，得混合粉末A; 二、将混合粉末A在100 400MPa成型 压力条件下制坯料，使坯料的相对密度为75% 85%;三、将坯料在氢气氛围中加热至1400 1600。C，烧结30 150min;四、按重量百分比取75.0% 80.0% 的石墨和20.0% 25.0%的玻璃粉，然后以60r/min速率混粉24 30h，得混合 粉末B;五、将混合粉末B在200 900MPa成型压力条件下制润滑介质，使 润滑介质的相对密度为35% 85%;六、将润滑介质加热至200 100(TC，并 将步骤三中所得坯料加热至500 1400°C，然后将坯料与润滑介质放入带有润 滑剂的模具型腔中，在挤压力为800 1600MPa、压头速度为20 24mm/s、挤 压3 10s，即得高比重钩合金材料;其中步骤六中坯料与润滑介质按质量比2 2.5 : 1放入。本专利技术得到的高比重钨合金材料在500 140(TC温度范围内均成功进行 了大变形的热挤压，经测得变形量可达70% 75%，抗拉强度为1420 1580MPa，延伸率6% 16%，硬度HRC45 48并可实现无残料挤压，生产效 率高。同时可大幅度提高挤出高比重钨合金材料长细比，高比重钨合金材料长 细比可达30以上。本专利技术制备方法简单，挤压变形工艺在1000 140(TC温度内就可以实现， 抗力低使设备吨位降低；挤压及脱模过程在几秒内即可完成，对模具密封情况 没有严格要求且生产成本低，原材料市场可购得。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方 式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式高比重钨合金材料按重量百分比由93.0% 97.0%的鸨粉末、2.1% 4.9%的镍粉末、0.8% 2.0%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。具体实施方式二本实施方式高比重钨合金材料按重量百分比由93.5% 95.5%的钩粉末、3.1% 4.6%的镍粉末、1.2 % 1.8%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。具体实施方式三:本实施方式高比重钨合金材料按重量百分比由93%的钨 粉末、4.9%的镍粉末、2.0%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。具体实施方式四本实施方式高比重钨合金材料按重量百分比由95%的钨 粉末、3.6%的镍粉末、1.3%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。具体实施方式五:本实施方式高比重钨合金材料按重量百分比由97%的钨粉末、2.1%的镍粉末、0.8%的铁粉末和0.1%的钴粉末制成。具体实施方式六本实施方式制备高比重钨合金材料的方法按以下步骤实现 一、按重量百分比取93.0% 97.0%的钨粉末、2.1% 4.9%的镍粉末、0.8% 2.0%的铁粉末和0.1%的钴粉末混合均匀，得混合粉末A; 二、将混合粉末A 在100 400MPa成型压力条件下制坯料，使坯料的相对密度为75% 85%; 三、将坯料在氢气氛围中加热至1400 1600°C，烧结30 150min ;四、按重 量百分比取75.0% 80.0%的石墨和20.0% 25.0%的玻璃粉，然后以60r/min 速率混粉24 30h，得混合粉末B;五、将混合粉末B在200 900MPa成型 压力条件下制润滑介质，使润滑介质的相对密度为35% 85%;六、将润滑介 质加热至200 1000。C，并将步骤三中所得坯料加热至500 1400。C，然后将 坯料与润滑介质放入带有润滑剂的模具型腔中，在挤压力为800 1600MPa、 压头速度为20 24mm/s、挤压3 10s，即得高比重钨合金材料；其中步骤六 中坯料与润滑介质按质量比2 2.5 : 1放入。本实施方式步骤五中润滑介质的动力粘度系数为2xl03 3xl03Pa S。本实施方式步骤六是采用3150KN液压机实现的。本实施得到的高比重钨合金材料尺寸为cpl6xl60mm，而挤压前坯料的尺 寸为cp32x40mm。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤一中按 重量百分比取93.5°/。 95.5%的钨粉末、3.1% 4.6%的镍粉末、1.2% 1.8%的 铁粉末和0.1%的钴粉末混合均匀。其它步骤与参数与具体实施方式六相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式六或七的不同点是步骤一中按重量百分比取95%的钨粉末、3.6%的镍粉末、1.3%的铁粉末和0.1%的钴粉末混合均匀。其它步骤与参数与具体实施方式六或七相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤二中将 混合粉末A在200 300MPa成型压力条件下制坯料。其它步骤与参数与具体 实施方式六相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式六或九的不同点是步骤二 中将混合粉末A在2S0MPa成型压力条件下制坯料。其它步骤与参数与具体实施方式六或九相同。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤三中 氢气的纯度为99.0%。其它步骤与参数与具体实施方式六相同。具体实施方式十二本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤三中 将坯料在氢气氛围中加热至1500°C。其它步骤与参数与具体实施方式六相同。具体实施方式十三本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤三中 烧结时间为40 80min。其它步骤与参数与具体实施方式六相同。具体实施方式十四本实施方式与具体实施方式六的不同点是步骤四中 按重量百分比取78.0%的石墨和22.0%的玻璃粉。其它步骤与参数与具体实施 方式六相同。具体实施方式十五本实施方式与具体实施方式六或十四的不同点是步 骤四中玻璃粉按质量百分比由30%的Si02、 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高比重钨合金材料，其特征在于高比重钨合金材料按重量百分比由９３．０％～９７．０％的钨粉末、２．１％～４．９％的镍粉末、０．８％～２．０％的铁粉末和０．１％的钴粉末制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，王尔德，
申请(专利权)人：于洋，
类型：发明
国别省市：93[]