一种新型高膨胀中密度钨合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及合金材料技术领域，第一方面提供了一种新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、配料，将金属粉末和致孔添加剂混合得到混合粉末；S2、球磨，将步骤S1所得混合粉末进行球磨；S3、压制成型，将步骤S2所得混合粉末进行压制成型；S4、烧结，将步骤S3所得混合物送入煅烧炉中在氮气保护下进行烧结得到合金材料；S5、后处理，将步骤S4烧结完成后的合金材料取出自然冷却后进行精整；第二方面提供了上述方法所制得的新型高膨胀中密度钨合金。中密度钨合金。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高膨胀中密度钨合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料
，具体而言，涉及一种新型高膨胀中密 度钨合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最 高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大， 除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、 电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模 具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。随着技术的发展，需要钨合金 具备某些特殊的性能，例如，目前国际上存在一种新型的陀螺仪，该陀螺 仪采用金属铍作为陀螺结构部件，其外缘转子体采用的材料为钨合金，但 是金属铍和钨合金二者之间的膨胀系数存在较大的差异，容易引起仪表内 部产生热应力，热应力将会影响仪表的精度和稳定性，为了保证仪表的精 度和稳定性不受影响，需要提升作为外缘转子体的钨合金的膨胀系数。
[0003]申请内容
[0004]本专利技术提供了一种新型高膨胀中密度钨合金及其制备方法，有效地提 升了钨合金的膨胀系数。
[0005]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术一方面提供了一种新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，包括 如下步骤：
[0007]S1、配料
[0008]将金属粉末和致孔添加剂混合得到混合粉末；
[0009]S2、球磨
[0010]将步骤S1所得混合粉末进行球磨；
[0011]S3、压制成型r/>[0012]将步骤S2所得混合粉末进行压制成型；
[0013]S4、烧结
[0014]将步骤S3所得混合物送入煅烧炉中在氮气保护下进行烧结得到合金材 料；
[0015]S5、后处理
[0016]将步骤S4烧结完成后的合金材料取出自然冷却后进行精整。
[0017]本专利技术另一方面还提供了上述制备方法所制得的新型高膨胀中密度钨 合金。
[0018]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0019]本专利技术所提供的方法在制备钨合金时，通过在金属粉末中加入致孔添 加剂，使致孔添加剂在后续烧结阶段挥发，使得成型后的钨合金内部存在 一定的细微空腔，当钨合金因外界环境温度上升发生膨胀时，其内部的细 微空腔随之发生形变，使得钨合金能够膨胀的上限变大，即膨胀系数增加， 并且，空腔的存在在一定程度上降低了钨合金的密度，使得钨合金的应用 范围更广。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本专利技术实施 例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和示出的本专利技术实 施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0021]因此，以下对提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保 护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的 实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本具体实施方式一方面提供了一种新型高膨胀中密度钨合金的制备方 法，其特征在于，包括如下步骤：
[0023]S1、配料
[0024]将金属粉末和致孔添加剂混合得到混合粉末；
[0025]S2、球磨
[0026]将步骤S1所得混合粉末进行球磨；
[0027]S3、压制成型
[0028]将步骤S2所得混合粉末进行压制成型；
[0029]S4、烧结
[0030]将步骤S3所得混合物送入煅烧炉中在氮气保护下进行烧结得到合金材 料；
[0031]S5、后处理
[0032]将步骤S4烧结完成后的合金材料取出自然冷却后进行精整。
[0033]其中，在步骤S1中，所述金属粉末包括钨粉、铬粉、钼粉、镍粉和铜 粉。
[0034]其中，所述钨粉的粒径为1
‑
9微米，所述铬粉的粒径为1
‑
9微米，所 述钼粉的粒径为1
‑
9微米，所述镍粉的粒径为1
‑
9微米，所述铜粉的粒径 为1
‑
9微米。
[0035]其中，在步骤S1中，按重量份计，所述钨粉为5
‑
10份，所述铬粉为 1
‑
5份，所述钼粉为10
‑
20份，所述镍粉为25
‑
35份，所述铜粉为35
‑
45份。
[0036]通过增加粘结相(铬粉、钼粉、镍粉和铜粉)，且粘结相的加量大于 作为硬质相的钨粉的加量，能够有效提升最后所制得的钨合金的膨胀系数。
[0037]其中，所述金属粉末与所述致孔添加剂的重量比为100：(6
‑
8)。
[0038]致孔添加剂的加量不宜过多，过多会造成钨合金由于内部空腔过多导 致强度降低。
[0039]其中，所述致孔添加剂为石蜡颗粒。
[0040]石蜡颗粒的熔点和气化点较低，能够在较低的温度下挥发掉使得钨合 金的内部形成空腔。
[0041]其中，所述石蜡颗粒的粒径为2
‑
6微米。
[0042]石蜡颗粒的粒径决定了最后在钨合金内部所形成的空腔的大小，空腔 过大容易影响钨合金的强度，空腔过小，在钨合金膨胀时所提供的形变空 间较小，对提升钨合金的膨胀系数帮助不大。
[0043]其中，在步骤S4中，烧结分为两个阶段：
[0044]第一烧结阶段、以200℃/min的升温梯度将温度由室温升至800℃；
[0045]第二烧结阶段、以50℃/min的升温梯度将温度由800℃升至1400℃后 保温1小时。
[0046]第一烧结阶段主要的目的在于快速升温使得石蜡颗粒气化逃逸出，由 于升温较快，石蜡可以很快气化，并在各金属颗粒还未完全粘接在一起时 逃逸出，在合金的内部留下空腔，第二烧结阶段主要的目的在于对金属颗 粒进行烧结固化，粘接相在高温环境下软化将硬质相粘接起来，形成完整 的钨合金。
[0047]其中，在步骤S5中，精整包括冷却、卷取、切断和矫直。
[0048]此步骤中的精整过程可以根据客户需求对烧结完成后的钨合金进行精 细的调整，以适应客户的需求。
[0049]实施例1
[0050]将8份钨粉、3份铬粉、15份钼粉、30份镍粉、40份铜粉和6份石蜡 颗粒进行混合后移至行星球磨机内进行球磨30分钟，然后将球磨后的混合 粉末进行压制成型后送入至通有氮气的煅烧炉中进行烧结，该烧结包括两 个阶段，在第一烧结阶段，以200℃/min的升温梯度将温度由室温升至 800℃，使得石蜡气化逸出，随后进入第二烧结阶段，以50℃/min的升温 梯度将温度由800℃升至1400℃后保温1小时，完成后将钨合金取出自然 冷却，冷却完之后进行卷取、切断和矫直操作即得钨合金A1。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、配料将金属粉末和致孔添加剂混合得到混合粉末；S2、球磨将步骤S1所得混合粉末进行球磨；S3、压制成型将步骤S2所得混合粉末进行压制成型；S4、烧结将步骤S3所得混合物送入煅烧炉中在氮气保护下进行烧结得到合金材料；S5、后处理将步骤S4烧结完成后的合金材料取出自然冷却后进行精整。2.根据权利要求1所述的新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属粉末包括钨粉、铬粉、钼粉、镍粉和铜粉。3.根据权利要求2所述的新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，其特征在于，所述钨粉的粒径为1
‑
9微米，所述铬粉的粒径为1
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9微米，所述钼粉的粒径为1
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9微米，所述镍粉的粒径为1
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9微米，所述铜粉的粒径为1
‑
9微米。4.根据权利要求2或3所述的新型高膨胀中密度钨合金的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，按重量份计，所述钨粉为5
‑
10份，所述铬粉为1
‑
5份，所述钼粉为10<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周定杨，周森，周媛，黄林，高世奎，
申请(专利权)人：四川有色金源粉冶材料有限公司，
类型：发明
国别省市：