一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法。所述钨合金壳体的材质为钨合金，其钨合金壳体带有深孔；所述钨合金壳体的长径比为＞5.0，深孔为孔径比＞3.0，钨合金壳体薄壁的壁厚为1～10mm；定义壳体材料的外径或当量外径为M，壳体材料的孔径或当量孔径为N，壳体材料内外径比为J，J＝N/M；所述J的取值为0.2～0.9。其制备方法包括设计特殊的热等静压模具并开发热等静压钨合金体系及烧结工艺进行制备。本发明专利技术保证高精度深孔内腔薄壁壳体成形的同时钨合金材料又具有良好的综合力学性能，实现大长径比深孔薄壁钨合金壳体材料的近净成形制备。本发明专利技术工序简单、控形精度高、生产效率高，为钨合金复杂结构件的近净成形制备提供了新的途径。的近净成形制备提供了新的途径。的近净成形制备提供了新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法


[0001]本专利技术涉及一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法，属于粉末冶金近净成形领域。

技术介绍

[0002]钨合金是一种以钨元素为基，并加入少量低熔点元素组成的合金，因其具有优良的综合物理力学性能而被广泛应用于航空航天、国防军工、核工业等关键领域。随着现代装备向异形化、复杂化方向发展，对钨合金复杂结构件提出了形性一体化制备的要求。目前钨合金复杂结构件制备主要是先采用粉末冶金方法制备工件毛坯，再通过后续机加工技术加工成成品，然而现有机加工技术难以实现异形薄壁钨合金等结构部件的加工制造，由于现代科技装备对大长径比深孔薄壁钨合金壳体材料的迫切需求，需要开发一种近净成形制备技术以解决其制备难题。
[0003]热等静压是一种以惰性气体为压力传递介质，将粉末材料放置于模具中，施加高温高压使得粉末材料致密化的先进近净成形制备方法。采用热等静压制备复杂形状零部件时，需要开发实现复杂形状近净成形的模具，申请号为202010099243.0的中国专利技术专利申请公开了一种钛合金薄壁件热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：所述钨合金壳体的材质为钨合金，其钨合金壳体带有深孔；所述钨合金壳体的长径比为＞5.0，深孔为孔径比＞3.0，钨合金壳体薄壁的壁厚为1～10mm；定义壳体材料的外径或当量外径为M，壳体材料的孔径或当量孔径为N，壳体材料内外径比为J，J＝N/M；所述J的取值为0.2～0.9、优选为0.3～0.9、进一步优选为0.4～0.9。2.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：所述壳体为带深孔的圆筒结构。3.一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体的热等静压制备方法；其特征在于，包括以下步骤：步骤一：热等静压模具设计根据目标壳体材料结构设计热等静压模具；该模具组件包括包套、型芯、上端盖和下端盖；所述的型芯壁厚C满足：其中壳体的外径或当量外径为M，壳体材料的孔径或当量外径为N，壳体材料内外径比为J，J＝N/M；定义钨合金粉末的振实密度为ρ1，钨合金理论密度为ρ2，钨合金粉末的相对密度为L，L＝ρ1/ρ2；k取值为0～0.50，当N≥50mm时，k优选为0～0.15，当N<50mm，k优选为0.15～0.50；所述型芯为中空结构；步骤二：热等静压模具加工根据设计的模具形状与尺寸对钢料进行加工，得到热等静压钢制模具；步骤三：热等静压烧结首先将热等静压模具中下端盖与型芯进行焊接，再与包套焊接固定后，装填钨合金粉末后进行振实；然后焊接固定上端盖，密封后进行脱气，脱气完成后，置于热等静压设备中进行烧结，且烧结温度小于等于1400℃；步骤四：热等静压模具去除将热等静压烧结后的工件置于硝酸池中进行酸洗，酸洗去除热等静压模具后，获得钨合金壳体材料。4.根据权利要求3所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体的热等静压制备方法；其特征在于：步骤一中，所述包套为钢制圆筒结构件，壁厚为0.5～5mm。5.根据权利要求3所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体的热等静压制备方法；其特征在于：步骤一中，所述型芯为圆筒结构件，壁厚的取值区间为5～100mm；定义型芯壁厚为C，且C的计算方法满足：步骤一中，所述上端盖为圆环片，厚度为0.5～5mm；步骤一中，所述下端盖为圆环片，厚度为0.5～5mm；步骤二中，所述钢料为15号钢、20号钢和45号钢中的一种；步骤三中，所述钨合...

【专利技术属性】
技术研发人员：马运柱，王健宁，蔡青山，刘文胜，朱文谭，段有腾，张梦祥，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：