一种钨合金粉末铸件加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钨合金粉末铸件加工方法，S1制备球形钨粉；S2制备混合钨合金粉；S3注射成型：将混合钨合金粉和粘合剂混合后制粒，随后送入注塑机在模具中注塑成型得到钨合金生胚；S4溶剂脱脂：将所述钨合金生胚放入常温正庚烷溶剂中浸泡6‑10小时后干燥待用；S5热脱脂：将溶剂脱脂后钨合金生胚埋入Al

【技术实现步骤摘要】
一种钨合金粉末铸件加工方法
本专利技术涉及一种钨合金粉末铸件加工方法，属于钨合金铸件领域。
技术介绍
钨具有高熔点、高密度、高强度、高耐磨性、低热膨胀系数、良好的抗蚀性和抗氧化性能等优点。纯钨以及超高密度钨合金材料在国防军事工业、航空航天、原子能及核工业、电子信息等行业具有广泛而重要的应用。但是钨具有难烧结和难加工的本征属性，使得其应用受到限制。传统的钨合金制备方法主要是采用粉末冶金方法制备胚料，然后分别通过挤压方式进一步提高致密度，包括液相烧结或者固相烧结。这种方法获得的钨合金材料致密度高强度高，但存在模具数量多，所需设备吨位大、脱模时间长、工序长及成本高的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种钨合金粉末铸件加工方法，具备周期短、成本低和效率高的优点。本专利技术的具体实施方案如下：一种钨合金粉末铸件加工方法，包括以下步骤：S1、制备球形钨粉：将钨粉装入石英玻璃管中，并在微波单模腔烧结炉中进行微波热处理制得球形钨粉，所述球形钨粉的平均粒径为2-5μm；S2、制备混合钨合金粉:将步骤S1中制得的球形钨粉与球形合金粉末进行均匀混合，形成混合钨合金粉；S3、注射成型：将混合钨合金粉和粘合剂按照一定比例混合搅拌30-40分钟后制粒，随后送入注塑机在模具中注塑成型得到钨合金生胚，其中，控制注射温度为110-140℃，模具温度为20℃-40℃，注射压力为800-1600bar，注射速度为30-140mm/s；S4、溶剂脱脂：将所述钨合金生胚放入常温正庚烷溶剂中浸泡6-10小时后干燥待用；S5、热脱脂：将溶剂脱脂后钨合金生胚埋入Al2O3粉中进行分段热脱脂，其中Al2O3的平均粒度为5.5-10μm；S6、烧结：将热脱脂后的钨合金生胚放入钼丝炉中以H2为保护气氛进行烧结,其中烧结温度为1400-1600℃,烧结时间为100-180min，慢冷至常温得到超高密度钨合金粉末铸件。优选地，所述步骤S1中，微波功率为100-1000w，时间为5-30min。优选地，所述步骤S2中，按质量分数计，所述混合钨合金粉包括92.0％～98.0％球形钨粉和2.0%～8.0%球形合金粉。优选地，所述步骤S2中，所述球形合金粉为球形镍粉、球形铜粉、球形铁粉和球形钴粉中的一种或者多种混合物，所述球形镍粉、球形铜粉、球形铁粉和球形钴粉的平均粒径为2-10μm。优选地，所述步骤S2中，所述球形合金粉末按混合钨合金粉的重量百分比包括1.1％～4.5％的球形镍粉、0.8％～3.4％的球形铁粉和0.1％的钴粉。优选地，所述步骤S2中，所述球形合金粉末按混合钨合金粉的重量百分比包括1.1％～4.5％的球形镍粉和0.9％～3.5％的球形铜粉。优选地，所述混合钨合金粉和粘合剂的混合比例按重量百分比计，分别为92％～98％的钨合金粉末和2％～8%的粘结剂。优选地，所述粘合剂为石蜡基的多组元粘结剂体系。优选地，所述步骤S5中分段热脱脂的升温方法如下：先以3℃/min的升温速度升温至170℃保温2h，随后继续以3℃/min的升温速度升温至250℃保温2h，然后继续以4℃/min的升温速度升温至350℃保温0.5h，最后以10℃/min的升温速度升温至900℃保温1h，即得到热脱脂完成后的钨合金生胚。优选地，按质量分数计，所述粘合剂包括70-80%石蜡、12-15%聚乙二醇2000、7-12聚乙烯和1-3%硬脂酸。有益效果：本专利技术公开了一种钨合金粉末铸件加工方法，具有如下优点：（1）本专利技术采用微波热处理的方式制备球形钨粉，可以控制钨粉颗粒的形貌和尺寸，且钨粉受热均匀，则制备得到的球形钨粉尺寸均匀易控制。（2）本专利技术采用粉末注射成型技术可以直接制备超高密度、超高形状复杂度的钨合金零件，解决了现有技术中存在的加工复杂、耗能严重制造成本高、原材料浪费大、成品率极低等问题。（3）本专利技术采用分段式升温热脱脂的方式，不仅有利于粘结剂的完全脱除，且避免了在脱脂过程中产生开裂、微观裂纹和空隙增大等现象。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。制备球形钨粉：将钨粉装入石英玻璃管中，并在微波单模腔烧结炉中进行微波热处理，其中微波功率为800w，时间为20min。球形钨粉的平均粒径为2.86μm。实施例1、2、3、4均采用上述方法制得的球形钨粉作为原料。制备粘结剂：将74%石蜡、12%聚乙二醇2000、13%聚乙烯和1%硬脂酸在螺杆混料机中进行混合，其中混合温度为150℃，混合时间为1.5h，即得到石蜡基的多组元粘结剂。实施例1、2、3均采用以上方法制得的粘结剂作为粘结剂。分段热脱脂方法：先以3℃/min的升温速度升温至170℃保温2h，随后继续以3℃/min的升温速度升温至250℃保温2h，然后继续以4℃/min的升温速度升温至350℃保温0.5h，最后以10℃/min的升温速度升温至900℃保温1h，即得到热脱脂完成后的钨合金生胚。实施例1、2、3均采用以上方法进行分段热脱脂。混合钨合金粉中实施例1、2、3和4中混合钨合金粉各组分质量百分含量如表1所示，其中，球形镍粉平均粒径为2.56μm；球形铁粉平均粒径为6.41μm；球形钴粉平均粒径为5.31μm；球形铜粉平均粒径4.63μm：表1混合钨合金粉中各组分质量百分含量表（%）钨粉镍粉铁粉钴粉铜粉实施例1972.10.80.1-实施例2924.5--3.5实施例3953.51.5--实施例4972.10.80.1-实施例1将混合钨合金粉（配比如表1所示）和粘合剂按照一定比例（质量比92：8）混合搅拌40min后制粒，随后送入注塑机在模具中注塑成型得到钨合金生胚，其中，控制注射温度为110℃，模具温度为20℃℃，注射压力为800bar、注射速度为50mm/s；随后将钨合金生胚放入常温正庚烷溶剂中浸泡6小时后干燥；然后将溶剂脱脂后钨合金生胚埋入Al2O3粉中进行分段热脱脂，其中Al2O3的平均粒度为5.5μm；最后将热脱脂后的钨合金生胚放入钼丝炉中以H2为保护气氛进行烧结,其中烧结温度为1400℃,烧结时间为180min，慢冷至常温得到超高密度钨合金粉末铸件。实施例2将混合钨合金粉（配比如表1所示）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钨合金粉末铸件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、制备球形钨粉：将钨粉装入石英玻璃管中，并在微波单模腔烧结炉中进行微波热处理制得球形钨粉，所述球形钨粉的平均粒径为2-5μm；/nS2、制备混合钨合金粉:将步骤S1中制得的球形钨粉与球形合金粉末进行均匀混合，形成混合钨合金粉；/nS3、注射成型：将混合钨合金粉和粘合剂按照一定比例混合搅拌30-40分钟后制粒，随后送入注塑机在模具中注塑成型得到钨合金生胚，其中，控制注射温度为110-140℃，模具温度为20℃-40℃，注射压力为 800-1600bar，注射速度为30-140mm/s；/nS4、溶剂脱脂：将所述钨合金生胚放入常温正庚烷溶剂中浸泡6-10小时后干燥待用；/nS5、热脱脂：将溶剂脱脂后钨合金生胚埋入Al

【技术特征摘要】
1.一种钨合金粉末铸件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备球形钨粉：将钨粉装入石英玻璃管中，并在微波单模腔烧结炉中进行微波热处理制得球形钨粉，所述球形钨粉的平均粒径为2-5μm；
S2、制备混合钨合金粉:将步骤S1中制得的球形钨粉与球形合金粉末进行均匀混合，形成混合钨合金粉；
S3、注射成型：将混合钨合金粉和粘合剂按照一定比例混合搅拌30-40分钟后制粒，随后送入注塑机在模具中注塑成型得到钨合金生胚，其中，控制注射温度为110-140℃，模具温度为20℃-40℃，注射压力为800-1600bar，注射速度为30-140mm/s；
S4、溶剂脱脂：将所述钨合金生胚放入常温正庚烷溶剂中浸泡6-10小时后干燥待用；
S5、热脱脂：将溶剂脱脂后钨合金生胚埋入Al2O3粉中进行分段热脱脂，其中Al2O3的平均粒度为5.5-10μm；
S6、烧结：将热脱脂后的钨合金生胚放入钼丝炉中以H2为保护气氛进行烧结,其中烧结温度为1400-1600℃,烧结时间为100-180min，慢冷至常温得到超高密度钨合金粉末铸件。


2.根据权利要求1所述的一种钨合金粉末铸件加工方法，其特征在于：所述步骤S1中，微波功率为100-1000w，时间为5-30min。


3.根据权利要求1所述的一种钨合金粉末铸件加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，按质量分数计，所述混合钨合金粉包括92.0％～98.0％球形钨粉和2.0%～8.0%球形合金粉。


4.根据权利要求1所述的一种钨合金粉末铸件加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述球形合金粉为球形镍粉、球形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林生，
申请(专利权)人：江苏米莫金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32