一种高性能钨合金棒制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能钨合金棒制备方法，包括以下步骤：球磨混合：称取钨粉、钴粉、镍粉、钾粉、铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得细颗粒烧结棒坯；超低温弥散强化：将细颗粒烧结棒坯加热到500℃后放入液氮中2小时，然后冷却到室温获得弥散强化的钨合金棒。采用本发明专利技术的制备方法所制得的钨合金棒具备高密度性能，且抗拉强度达到1200MPa，相较于现有产品提高25%，致密性、延伸率和冲击韧性更好。韧性更好。韧性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能钨合金棒制备方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种高性能钨合金棒制备方法。

技术介绍

[0002]钨合金因具有高熔点、高硬度、高耐磨性、优良的高温强度和导热导电性能及良好的耐腐蚀性等许多突出的物理、化学性能，被广泛地应用于机械、电子、化工、原子能、军事、航空、航天等众多领域。
[0003]Hall
‑
Petch公式表明：晶粒尺寸越小，材料强度越高。相对于普通钨制品，具备均匀细小晶粒的钨棒硬度、刚度、耐磨性和高温抗蠕变性能全面提升，对车铣平磨加工要求进一步降低，产品的高温工作性能和服役寿命更加优异。然而，由于其硬度高、脆性大、不易变形等缺点，细晶钨棒的制备难度较高。传统钨棒多为粉末烧结成型后旋锻加工的生产方式制取，该方法生产的产品质量稳定性差，很难大批量生产高品质细晶钨棒。
[0004]因此，一种高性能钨合金棒制备方法亟待提出。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种高性能钨合金棒制备方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供一种高性能钨合金棒制备方法，包括以下步骤：球磨混合：称取钨粉、钴粉、镍粉、钾粉、铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；其中，混合粉末按照以下重量份配比：9000
‑
9500份钨粉、45
‑
50份钴粉、450
‑
500份镍粉、0.8
‑
1份钾粉、200
‑
220份铁粉；混合粉末和钨球的重量比为1:（5.9
‑
6）；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得细颗粒烧结棒坯；超低温弥散强化：将细颗粒烧结棒坯加热到500℃后放入液氮中2小时，然后冷却到室温获得弥散强化的钨合金棒。
[0007]优选的，所述钨粉平均粒度500μm,所述钴粉平均粒度1500μm，所述镍粉平均粒度2000μm；所述钾粉平均粒度2000μm；所述铁粉平均粒度3000μm，所述钨球直径为4mm。
[0008]优选的，所述三维混料机的转数为12r/min，三维混合时间72小时。
[0009]优选的，所述冷等静压工艺的压力为150
‑
200MPa，保压时间15
‑
20分钟，并在保压结束后分阶梯四次泄压。
[0010]优选的，所述冷等静压工艺时对不锈钢混料桶充入氩气进行密封。
[0011]优选的，所述逆氢气超低温的烧结时将材料坯料放在200目高纯氧化铝砂隔离，烧结温度在1350℃，烧结时间35
‑
40分钟。
[0012]本专利技术相较于现有技术，具有以下有益效果：
第一，使用三维混料机使得混合粉末颗粒细化，超细晶粒在常温下易燃烧，对不锈钢混料桶充入氩气进行密封，使得混合粉末不会自燃。
[0013]第二，钾粉作为抑制剂，使得钨晶粒后期烧结不会长大，提高钨棒的抗高温性能。
[0014]第三，本专利技术采用冷等静压方法成型，压强大和持压时间长，压坯密度高、均匀性好，由于成型的时候不会受到阻碍，泄压的时候，超细晶粒容易粉碎，因而在保压结束后分阶梯四次泄压。
[0015]第四，采用逆氢气超低温的方式进行烧结，由于增加了颗粒表面活性，才能低温烧结成型。采用本专利技术的制备方法所制得的钨合金棒具备高密度性能，且抗拉强度达到1200MPa，相较于现有产品提高25%，致密性、延伸率和冲击韧性更好。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种高性能钨合金棒制备方法的工作流程图。
实施方式
[0017]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
实施例
[0018]如图1所示，本实施例提供一种高性能钨合金棒制备方法，包括以下步骤：球磨混合：称取465g平均粒度500μm的钨粉、2.5g平均粒度1500μm的钴粉、24.5g平均粒度2000μm的镍粉、0.05g平均粒度2000μm的钾粉、10.5g平均粒度3000μm的铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入3000g直径为4mm的三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；三维混料机的转数为12r/min，三维混合时间72小时；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；冷等静压工艺的压力为200MPa，保压时间15分钟，并在保压结束后分阶梯四次泄；冷等静压工艺时对不锈钢混料桶充入氩气进行密封；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得细颗粒烧结棒坯；烧结时将材料坯料放在200目高纯氧化铝砂隔离，烧结温度在1350℃，烧结时间35分钟；超低温弥散强化：将细颗粒烧结棒坯加热到500℃后放入液氮中2小时，然后冷却到室温获得弥散强化的钨合金棒。
实施例
[0019]如图1所示，本实施例提供一种高性能钨合金棒制备方法，包括以下步骤：球磨混合：称取450g平均粒度500μm的钨粉、2.25g平均粒度1500μm的钴粉、22.5g平均粒度2000μm的镍粉、0.05g平均粒度2000μm的钾粉、10g平均粒度3000μm的铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入2860g直径为4mm的三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；三维混料机的转数为12r/min，三维混合时间72小时；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；冷等静压
工艺的压力为150MPa，保压时间15分钟，并在保压结束后分阶梯四次泄；冷等静压工艺时对不锈钢混料桶充入氩气进行密封；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得细颗粒烧结棒坯；烧结时将材料坯料放在200目高纯氧化铝砂隔离，烧结温度在1350℃，烧结时间35分钟；超低温弥散强化：将细颗粒烧结棒坯加热到500℃后放入液氮中2小时，然后冷却到室温获得弥散强化的钨合金棒。
实施例
[0020]如图1所示，本实施例提供一种高性能钨合金棒制备方法，包括以下步骤：球磨混合：称取475g平均粒度500μm的钨粉、2.4g平均粒度1500μm的钴粉、25g平均粒度2000μm的镍粉、0.05g平均粒度2000μm的钾粉、11g平均粒度3000μm的铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入3080g直径为4mm的三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；三维混料机的转数为12r/min，三维混合时间72小时；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；冷等静压工艺的压力为200MPa，保压时间20分钟，并在保压结束后分阶梯四次泄；冷等静压工艺时对不锈钢混料桶充入氩气进行密封；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能钨合金棒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：球磨混合：称取钨粉、钴粉、镍粉、钾粉、铁粉进行混合，将混合粉末和钨球加入三维混料机内，对不锈钢混料桶充入氩气密封后进行球磨混合；其中，混合粉末按照以下重量份配比：9000
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9500份钨粉、45
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50份钴粉、450
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500份镍粉、0.8
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1份钾粉、200
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220份铁粉；混合粉末和钨球的重量比为1:（5.9
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6）；成型：将混合粉末装进胶套模具内，并采用冷等静压工艺获得材料坯料；烧结：将材料坯料采用逆氢气超低温的方式进行烧结，烧结后冷却到室温获得细颗粒烧结棒坯；超低温弥散强化：将细颗粒烧结棒坯加热到500℃后放入液氮中2小时，然后冷却到室温获得弥散强化的钨合金棒。2.根据权利要求1所述的高性能钨合金棒制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋明，张存宝，翁永胜，刘金旭，贺川，
申请(专利权)人：江苏润驰防务装备有限公司，
类型：发明
国别省市：