一种钨合金内部质量缺陷的消除方法技术

本发明专利技术公开了一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，该方法包括以下步骤：一、将铁粉或铜粉与钨粉、镍粉和钴粉混合得到混合粉末；二、将混合粉末压制成压坯并进行修整；三、将经修整后的压坯烧结得到黏结块；四、将黏结块放置于内部有质量缺陷的钨合金基体料的顶端，经烧结得到钨合金烧结坯；五、将钨合金烧结坯进行内部质量超声波探伤检测；六、将检测合格的钨合金烧结坯进行真空热处理或淬火处理，得到内部质量缺陷消除的钨合金。本发明专利技术通过将低熔点合金黏结块熔融后通过固相扩散和液相扩散流动至钨合金基体料内部疏松、裂纹等质量缺陷处进行缺陷消除，解决了钨合金制品在液相烧结过程中芯部出现疏松和裂纹等内部质量问题，避免了资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种钨合金内部质量缺陷的消除方法
本专利技术属于钨合金材料制造
，具体涉及一种钨合金内部质量缺陷的消除方法。
技术介绍
钨合金是一种以钨为基体，加入少量Ni、Fe、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成的合金，其密度高达16.5g/cm3～19.0g/cm3，又被称为高比重合金。由于钨合金具有高密度、高强度、高硬度和较好的延性，以及良好的导热导电性，在国防工业、航空航天以及医疗屏蔽和工业屏蔽中得到广泛的应用。随着国防工业、船舶行业和医疗屏蔽行业的迅速发展，大型粉末冶金钨合金产品需求量与日俱增。但对于大件产品，尤其是圆柱类大件产品，在压制时由于“薄壳拱顶”效应，从表层到芯部各层的压缩量依次递减，从密度来说，表层密度最大，芯部密度最小，该密度差别随制品圆截面直径的增大而变大，因此，制备大件圆柱类的产品的液相烧结过程中往往芯部易出现疏松和裂纹等芯部质量问题，使得产品废品率高，增加产品的制造成本，限制着大件产品的发展应用。因此，为了消除该内部缺陷，减少因芯部裂纹等内部缺陷造成废品，迫切的需要研发一种钨合金内部疏松、裂纹等内部质量缺陷消除的工艺方法，在确保产品满足使用要求的前提下，改善修复内部质量缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钨合金内部质量缺陷的消除方法。该方法通过将低熔点合金即黏结块熔融后通过固相扩散和液相扩散流动至钨合金基体料内部疏松、裂纹等缺陷处，进行钨合金液相生成与颗粒重排及溶解与析出的合金化过程，从而消除钨合金内部疏松、裂纹等质量缺陷，解决钨合金制品特别是大件钨合金制品在液相烧结过程中往往芯部易出现疏松和裂纹等芯部质量问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将A粉与钨粉、镍粉和钴粉倒入混料机中进行混合，得到混合粉末；所述混合粉末中钨粉的质量含量为0％～40％，镍粉的质量含量为35.7％～70％，钴粉的质量含量为0％～0.5％，A粉的质量含量为23.8％～34％，所述A粉为铁粉或铜粉；步骤二、将步骤一中得到的混合粉末过筛后装入乳胶套中，采用冷等静压压制成压坯，然后经线锯或车床进行修整；步骤三、将步骤二中经修整后的压坯放置于马弗炉中烧结进行预合金化处理，制备得到黏结块；步骤四、将步骤三中得到的黏结块放置于内部有质量缺陷的钨合金基体料的顶端，然后送入马弗炉或中频炉中进行烧结，得到钨合金烧结坯；所述内部有质量缺陷的钨合金基体料经GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测而得到；步骤五、将步骤四中得到的钨合金烧结坯按照GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测；步骤六、将步骤五中经内部质量超声波探伤检测后合格的钨合金烧结坯放置于真空热处理炉中进行真空热处理或淬火处理，得到内部质量缺陷消除的钨合金。本专利技术采用传统粉末冶金方法制备黏结块，由于黏结块中的高熔点组分钨含量较低，低熔点组分占比较高，降低了烧结液化温度，使得黏结块具有低熔点的性能，然后将黏结块放入内部有疏松、裂纹等质量缺陷的钨合金基体料的顶端进行烧结，随着烧结温度的上升且未达到钨合金基体料液相烧结温度时，低熔点合金黏结块已经全部熔融，钨合金基体料中还处于固相烧结阶段，尚未发生液相烧结或只产生少量的液相，低熔点合金黏结块的熔融液通过固相扩散(即在产生液相前通过质量缺陷的增生、扩散以及原子扩散引起的物质迁移)和液相扩散流动，并在重力效应和毛细管力作用下移动扩散至钨合金基体料内部疏松、裂纹等质量缺陷处，进行钨合金液相生成与颗粒重排及溶解与析出的合金化过程，从而消除钨合金内部疏松、裂纹等质量缺陷，改善钨合金内部质量；另外，由于钨合金基体料中的钨骨架与低熔点合金黏结块熔融液之间的溶解度较小，钨合金基体料的坍塌变形程度较为轻微，从而在保证钨合金基体料不变形的前提下完成对内部疏松、裂纹质量缺陷的消除。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤一中所述混合的时间为6h～10h，混合采用的球料比为0.225：1，采用的磨球为直径12mm～16mm的钢球。该优选工艺参数有利于混合粉末中的各原料粉末充分混合均匀，从而得到成分均匀的压坯，进而得到成分均匀的黏结块。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤一中所述混合粉末中镍粉与A粉的质量比为(1.5～2.33)：1。改优选质量比的混合粉末制备得到黏结块的液化温度较低，且钨在黏结块中的固溶度高，有利于液相在钨合金基体料中的扩散移动。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤一中所述混合粉末中外加有锰粉，所述锰粉的加入质量为混合粉末质量的0.05％～2％。优选加入锰粉提高了黏结块对钨合金基体料中钨相的浸入性，有利于黏结块熔融液进入其内部疏松、裂纹等缺陷处。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤二中所述混合粉末过140目筛后装入乳胶套中，然后放入冷等静压机中在压制压力为120MPa～180MPa的条件下保压2min～10min。该优选的筛网目数有利于过滤团聚粉末和去除杂质颗粒；该优选的压制工艺参数保证了压坯的成形，提高了压坯的强度。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤三中所述烧结进行预合金化处理的温度为1300℃～1450℃，保温时间为30min～60min。该优选的烧结参数下，压坯中的固相在熔融而成的液相中的溶解度较低，且液相量较少，未达到完成致密化，从而得到晶粒度较小的黏结块。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤四中所述钨合金基体料的顶端经机械加工形成圆形凹槽，所述黏结块放置于圆形凹槽内，且黏结块的尺寸与圆形凹槽的尺寸相适应。优选在钨合金基体料的顶端加工用于盛放黏结块的凹槽，避免了黏结块熔融液从侧面流走，使得黏结块熔融液通过重力作用及毛细管力作用，从钨合金基体料的表面向芯部往下流动扩散进入内部，有利于快速实现钨合金内部裂纹愈合的效果。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤四中所述黏结块放置于内部有质量缺陷的钨合金基体料的顶端后采用锆砂埋烧。优选采用锆砂埋烧黏结块，避免了黏结块熔融液的流散，无需对钨合金基体料的顶端加工凹槽，减少了对钨合金基体料的损耗。上述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤四中所述烧结的具体过程为：在还原性气氛条件下，先在2h～4h内升温至950℃～1200℃并保温4h～7h，然后在2h～4h内升温至1390℃～1460℃并保温3h～5h，再进行冷却。该优选烧结过程中，先升温至950℃～1200℃并保温，保证了内部有质量缺陷的钨合金基体料充分受热，从而将其吸附的气体和水分挥发完全，同时，其组成的颗粒表面的氧化物被完全还原，颗粒界面形成烧结颈；然后升温至1360℃～1460℃并保温，保证了黏结块完全液化而基体合金还处于固相或只有少量的液相产生，在毛细管力和重力的作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一、将A粉与钨粉、镍粉和钴粉倒入混料机中进行混合，得到混合粉末；所述混合粉末中钨粉的质量含量为0％～40％，镍粉的质量含量为35.7％～70％，钴粉的质量含量为0％～0.5％，A粉的质量含量为23.8％～34％，所述A粉为铁粉或铜粉；/n步骤二、将步骤一中得到的混合粉末过筛后装入乳胶套中，采用冷等静压压制成压坯，然后经线锯或车床进行修整；/n步骤三、将步骤二中经修整后的压坯放置于马弗炉中烧结进行预合金化处理，制备得到黏结块；/n步骤四、将步骤三中得到的黏结块放置于内部有质量缺陷的钨合金基体料的顶端，然后送入马弗炉或中频炉中进行烧结，得到钨合金烧结坯；所述内部有质量缺陷的钨合金基体料经GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测而得到；/n步骤五、将步骤四中得到的钨合金烧结坯按照GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测；/n步骤六、将步骤五中经内部质量超声波探伤检测后合格的钨合金烧结坯放置于真空热处理炉中进行真空热处理或淬火处理，得到内部质量缺陷消除的钨合金。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将A粉与钨粉、镍粉和钴粉倒入混料机中进行混合，得到混合粉末；所述混合粉末中钨粉的质量含量为0％～40％，镍粉的质量含量为35.7％～70％，钴粉的质量含量为0％～0.5％，A粉的质量含量为23.8％～34％，所述A粉为铁粉或铜粉；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉末过筛后装入乳胶套中，采用冷等静压压制成压坯，然后经线锯或车床进行修整；
步骤三、将步骤二中经修整后的压坯放置于马弗炉中烧结进行预合金化处理，制备得到黏结块；
步骤四、将步骤三中得到的黏结块放置于内部有质量缺陷的钨合金基体料的顶端，然后送入马弗炉或中频炉中进行烧结，得到钨合金烧结坯；所述内部有质量缺陷的钨合金基体料经GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测而得到；
步骤五、将步骤四中得到的钨合金烧结坯按照GJB1580A-2004变形金属超声检验方法规定的AA级标准进行内部质量超声波探伤检测；
步骤六、将步骤五中经内部质量超声波探伤检测后合格的钨合金烧结坯放置于真空热处理炉中进行真空热处理或淬火处理，得到内部质量缺陷消除的钨合金。


2.根据权利要求1所述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤一中所述混合的时间为6h～10h，混合采用的球料比为0.225：1，采用的磨球为直径12mm～16mm的钢球。


3.根据权利要求1所述的一种钨合金内部质量缺陷的消除方法，其特征在于，步骤一中所述混合粉末中镍粉与A粉的质量比为(1.5～2.33)：1。


4.根据权利要求1所述的一种钨合金内部质量缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永华，刘方舟，白磊，潘王虎，张磊，高洋，彭媛，
申请(专利权)人：西安华山钨制品有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61