高韧性钨基合金、制备工艺及其应用制造技术

本发明专利技术的目的在于揭示一种高韧性钨基合金、制备工艺及其应用，通过在纯钨中添加一定比例的铼并通过轧制等工艺，制备出高韧性、耐折弯的钨基合金，包括钨、铼和微量杂质，其中，所述钨的含量不低于wt99％，所述铼的含量不高于wt0.3％，其余为杂质，所述钨的平均晶粒尺寸为0.4μm～1.2μm，与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：钨基合金中添加了少量铼，铼在钨基合金中作为溶质原子，铼取代溶剂钨晶晶格中的部分钨原子，由于溶质铼原子和溶剂钨原子大小不同，铼破坏了钨中原有的晶格规律性，导致钨晶发生位错而不能轻易地位移，即，溶质原子铼对钨晶的位错运动形成阻碍作用，使钨基合金的强度得到提升。的强度得到提升。的强度得到提升。

High toughness tungsten base alloy, preparation process and Application

【技术实现步骤摘要】
高韧性钨基合金、制备工艺及其应用


[0001]本专利技术涉及钨合金材料
，尤其涉及一种高韧性钨基合金、制备工艺及其应用。

技术介绍

[0002]纯钨具有低温脆性、晶粒组织均匀性差的特点，导致钨材料强度不足，特别是当邬材料制备成丝状、刀刃状以后，存在强度不足、易发生变形、不抗压的缺陷。
[0003]高频消融电极应用于外科手术刀的刀头部，通常以尖端或刀刃形式存在；高频消融电极具有切割速度快、止血效果好、操作简单、安全方便的特点，与传统的机械手术刀相比，在临床上使用高频消融电极可大大缩短手术时间，减少患者失血量及输血量，从而减少并发症和手术费用。
[0004]传统高频消融电极采用钢材质，容易烧蚀，在长时间的大型手术中不耐用；为解决此问题，人们开发了钨材料的高频消融电极，该电极具有精细切割、精确止血、使用功率低、组织热损伤小、能独立完成患者部分组织的全部切除工作、操作灵活等优势。
[0005]但是，现有纯钨的缺陷将影响钨材料在高频消融电极方面的应用，现有钨材料的高频消融电极的尖端部或刀刃部容易损耗，且韧性不足，导致高频消融电极寿命短，电极容易失效，影响了高频消融电极的推广和应用。
[0006]鉴于此，有必要开发一种高韧性的钨基合金材料及其制备工艺，以提高钨基合金的强度性能，以满足高频消融电极的要求，提高高频消融电极的使用寿命。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于揭示一种高韧性钨基合金、制备工艺及其应用，通过在纯钨中添加一定比例的铼并通过轧制等工艺，制备出高韧性、耐折弯的钨基合金。
[0008]本专利技术的第一个专利技术目的，是开发一种高韧性钨基合金。
[0009]本专利技术的第二个专利技术目的，是开发一种高韧性钨基合金的用途。
[0010]本专利技术的第三个专利技术目的，是开发一种高韧性钨基合金的制备工艺。
[0011]为实现上述第一个专利技术目的，本专利技术提供了一种高韧性钨基合金，包括钨、铼和微量杂质，其中，所述钨的含量不低于wt99％，所述铼的含量不高于wt0.3％，其余为杂质，所述钨的平均晶粒尺寸为0.4μm～1.2μm。
[0012]为实现上述第二个专利技术目的，本专利技术提供了一种高韧性钨基合金的用途，如第一专利技术创造所述的高韧性钨基合金应用于医用高频消融电极。
[0013]为实现上述第三个专利技术目的，本专利技术提供了一种高韧性钨基合金的制备工艺，包括以下步骤：
[0014]直径不小于40mm的坯条经间歇高速轧制至直径为5mm
‑
6mm的钨棒，每次高速轧制之后的所述坯条进行高温退火处理，所述坯条中铼的含量不高于wt0.3％；
[0015]直径为5mm
‑
6mm的钨棒经多道旋锻加工，制备得到直径为2.5mm
‑
3.5mm的钨棒；
[0016]将所述直径为2.5mm
‑
3.5mm的钨棒拉拔至直径为1mm的钨丝，所述钨丝的平均晶粒为0.4μm～1.2μm。
[0017]优选地，所述坯条的制备包括以下步骤：
[0018]仲钨酸铵粉末通过高温氢气还原制备成钨粉，向钨粉中添加含量不高于wt0.3％的铼粉末并混合均匀；
[0019]钨粉通过等静压工艺制得直径不小于45mm的压制条；
[0020]所述压制条在1800℃～2000℃中频烧结不少于12h，制备得到直径不小于40mm的坯条。
[0021]优选地，所述坯条的制备包括以下步骤：
[0022]仲钨酸铵粉末和高铼酸铵通过高温氢气还原制备成钨粉和铼粉混合物，铼粉含量不高于wt0.3％；
[0023]钨粉通过等静压工艺制得直径不小于45mm的压制条；
[0024]所述压制条在1800℃～2000℃中频烧结不少于12h，制备得到直径不小于40mm的坯条。
[0025]优选地，所述间歇高速轧制包括以下步骤：
[0026]所述坯条经过第一次轧制，制备得到直径为25mm
‑
27mm的第一钨棒；
[0027]所述第一钨棒在1800℃～2000℃进行中频退火2h
‑
4h，制得第二钨棒；
[0028]所述第二钨棒经过第二次轧制，制备得到直径为10mm
‑
12mm的第三钨棒；
[0029]所述第三钨棒在2000℃～2200℃进行中频退火，退火速度为0.15m/min～0.25m/min，制得第四钨棒；
[0030]所述第四钨棒经过第三次轧制，制备得到直径为5mm
‑
6mm的第五钨棒；
[0031]所述第五钨棒在1600℃～1800℃进行中频退火，退火速度为0.5m/min～1.5m/min，制得第六钨棒。
[0032]优选地，所述等静压工艺压力为180MPa～220MPa。
[0033]优选地，所述高温氢气还原的温度为800℃～1100℃，氢气纯度为99.99％，还原时间为3h～5h。
[0034]优选地，所述第二钨棒的平均晶粒14μm～30μm，所述第四钨棒的平均晶粒10μm～25μm，所述第六钨棒的平均晶粒10μm～18μm。
[0035]优选地，所述旋锻加工的加工次数为四道。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037](1)钨基合金中添加了少量铼，铼在钨基合金中作为溶质原子，铼取代溶剂钨晶晶格中的部分钨原子，由于溶质铼原子和溶剂钨原子大小不同，铼破坏了钨中原有的晶格规律性，导致钨晶发生位错而不能轻易地位移，即，溶质原子铼对钨晶的位错运动形成阻碍作用，使钨基合金的强度得到提升。
[0038](2)将直径不小于40mm的坯条经间歇高速轧制、中频退火、多道旋缎和拉拔加工，使钨合金的直径不断缩小，也是钨晶尺寸不断变小且均匀化，最终制备成1mm直径的钨丝，使钨丝的平均晶粒由初始的20μm
‑
40μm加工至0.4μm～1.2μm，使1mm直径的钨丝的耐弯折次数可达到11次到12次。
附图说明
[0039]图1为本专利技术钨基合金具体成分表；
[0040]图2为本专利技术高韧性钨基合金的制备工艺；
[0041]图3为本专利技术坯条的制备工艺；
[0042]图4为本专利技术间歇高速轧制的制备工艺；
[0043]图5为本专利技术坯条的制备工艺；
[0044]图6为本专利技术举例与对比例的弯折次数对比表；
[0045]图7为本专利技术钨丝的电镜图。
具体实施方式
[0046]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0047]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高韧性钨基合金，其特征在于，包括钨、铼和微量杂质，其中，所述钨的含量不低于wt99％，所述铼的含量不高于wt0.3％，其余为杂质，所述钨的平均晶粒尺寸为0.4μm～1.2μm。2.如权利要求1所述的高韧性钨基合金应用于医用高频消融电极。3.高韧性钨基合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：直径不小于40mm的坯条经间歇高速轧制至直径为5mm
‑
6mm的钨棒，每次高速轧制之后的所述坯条进行高温退火处理，所述坯条中铼的含量不高于wt0.3％；直径为5mm
‑
6mm的钨棒经多道旋锻加工，制备得到直径为2.5mm
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3.5mm的钨棒；将所述直径为2.5mm
‑
3.5mm的钨棒拉拔至直径为1mm的钨丝，所述钨丝的平均晶粒为0.4μm～1.2μm。4.如权利要求3所述的高韧性钨基合金的制备工艺，其特征在于，所述坯条的制备包括以下步骤：仲钨酸铵粉末通过高温氢气还原制备成钨粉，向钨粉中添加含量不高于wt0.3％的铼粉末并混合均匀；钨粉通过等静压工艺制得直径不小于45mm的压制条；所述压制条在1800℃～2000℃中频烧结不少于12h，制备得到直径不小于40mm的坯条。5.如权利要求3所述的高韧性钨基合金的制备工艺，其特征在于，所述坯条的制备包括以下步骤：仲钨酸铵粉末和高铼酸铵通过高温氢气还原制备成钨粉和铼粉混合物，铼粉含量不高于wt0.3％；钨粉通过等静压工艺制得直径不小于45mm的压制条；所述压制条在1800℃～2000℃中频...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱正明，言超，徐文娇，
申请(专利权)人：上海超淼争锋生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：