【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨合金材料的，具体而言，涉及高强度钨合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、钨因其具有高熔点、高比重、低热膨胀系数的特性，已经被广泛用于切削工具、喷涂原料、焊接电极、电灯灯丝等军用和民用产业。例如，钨合金丝材也因为其优异的高温性能在灯丝等领域长期使用。又如，伴随着晶体硅、蓝宝石、视窗系统、光学镜头、精密陶瓷等硬脆材料应用的发展，其高效率、低耗损的切割已经成为相关行业的关注点。目前在切割过程中多使用钢丝为基底的金刚石线锯，但因钢丝强度的局限导致钢丝为基底金刚石线锯的直径较粗，这就导致晶体硅、蓝宝石等切割过程的耗损和精度无法进一步提高。为了解决金刚石线锯存在的这一问题，钨合金丝材作为一种高强度的材料广受关注。
2、为了更好地替代金刚石线锯，需要提升钨合金丝材的强度。目前，钨合金丝材的强化方式主要是掺杂稀土金属氧化物(如氧化镧)进行强化，但是，稀土金属氧化物无法完全发挥稀土金属对材料界面的晶化效应，导致钨合金的强度提升程度仍不足以完全满足金刚石线锯切割的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供高强度钨合金材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中普通钨合金丝材强度较低的技术问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了高强度钨合金材料，技术方案如下：
3、高强度钨合金材料，由原料粉通过粉末冶金制备得到，原料粉包括钨粉、过渡族金属氢化物粉末和稀土金属氢化物粉末。
4、作为上述的高强度钨合金材料的
5、作为上述的高强度钨合金材料的进一步改进：所述过渡族金属氢化物为氢化铌、氢化钽、氢化钛中的任意几种。
6、作为上述的高强度钨合金材料的进一步改进：所述稀土金属氢化物为氢化镧、氢化钇、氢化铈中的任意几种。
7、作为上述的高强度钨合金材料的进一步改进：所述钨粉的粒度为100～800nm；所述过渡族金属氢化物的粒度为0.5～5μm；所述稀土金属氢化物粉末的粒度为0.5～5μm。
8、为了实现上述目的，根据本专利技术的第二个方面，提供了高强度钨合金材料的制备方法，技术方案如下：
9、高强度钨合金材料的制备方法，包括以下步骤：
10、将原料粉球磨混合，得到混合料；
11、将混合料压制成型，得到压坯；
12、对压坯进行烧结处理，即得到高强度钨合金材料。
13、作为上述的高强度钨合金材料的制备方法的进一步改进：球磨混合具体为：首先将原料粉和钨合金磨球球磨48～96h，球料比为(5～20):1；然后加入丙三醇，继续球磨8～16h，料液比为100:(1～5)；干燥后即得到混合料。
14、作为上述的高强度钨合金材料的制备方法的进一步改进：烧结处理具体为：首先在惰性气氛中烧结，温度为200～400℃，保温1～3h；然后在真空下烧结，温度为800～1500℃，保温2～5h；继续升温至2000～2500℃，保温3～5h；随炉冷却即得到高强度钨合金材料。
15、为了实现上述目的，根据本专利技术的第三个方面，提供了高强度钨合金丝材，技术方案如下：
16、高强度钨合金丝材，由钨合金棒材经过旋锻和拉丝处理后得到；所述钨合金棒材为上述第一方面所述的高强度钨合金材料，或为上述第二方面所述的制备方法制备得到的高强度钨合金材料。
17、作为上述的高强度钨合金丝材的进一步改进：所述旋锻和拉丝处理在1000～1600℃进行。
18、首先，本专利技术的高强度钨合金材料利用稀土金属氢化物通过高温真空烧结过程中的脱氢反应生成高活性的稀土金属颗粒和氢气，一方面，分解出的氢气可以减小钨粉的吸附氧，另一方面，高活性稀土金属颗粒能够吸附体系中的杂质，实现对晶界的净化和弥散强化。与现有技术中通过添加金属盐(如硝酸盐)溶液的方式在钨合金中引入稀土金属的方案相比，金属盐溶液在制备过程中以氧化物形式存在于钨粉中，并未能以高活性元素的形式出现，这会导致其对界面的晶化效果不能充分发挥。
19、其次，本专利技术的高强度钨合金材料利用过渡族金属氢化物在高温真空烧结过程中的脱氢反应生成高活性的过渡族金属元素和氢气，过渡族金属元素可以快速固溶于钨基体中，从而借助多组元金属的固溶强化效应显著提升钨合金的强度。与现有技术中引入可能产生金属间化合物的金属元素来进行固溶强化的方案相比，本专利技术采用过渡族金属元素进行固溶强化，强度提升效果更加显著。
20、可见，本专利技术的高强度钨合金材料采用过渡族金属氢化物和稀土金属氢化物进行多组元协同掺杂强化，可以获得性能优异的钨合金材料，可作为线锯基材并应用于晶体硅、蓝宝石等的高效切割。并且，本专利技术的高强度钨合金材料的制备方法使得钨合金成品中各金属元素均匀分布于组织内，使得钨合金材料的强度进一步提升。
21、由此可见，本专利技术的高强度钨合金材料的配方简单，原料易获取且原料成本低，制备方法的工艺简单可控，生产成本低，由该高强度钨合金材料制备得到的钨合金丝材的抗拉强度高达6830mpa，有效解决了现有技术中普通钨合金丝材强度较低的技术问题，具有极强的实用性，非常适合作为线锯基材使用。
22、下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.高强度钨合金材料，由原料粉通过粉末冶金制备得到，其特征在于：原料粉包括钨粉、过渡族金属氢化物粉末和稀土金属氢化物粉末。
2.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：原料粉包括按质量分数计的0.1～3.2％过渡族金属氢化物粉末、0.1～1.5％稀土金属氢化物粉末和余量的钨粉。
3.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述过渡族金属氢化物为氢化铌、氢化钽、氢化钛中的任意几种。
4.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述稀土金属氢化物为氢化镧、氢化钇、氢化铈中的任意几种。
5.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述钨粉的粒度为100～800nm；所述过渡族金属氢化物的粒度为0.5～5μm；所述稀土金属氢化物粉末的粒度为0.5～5μm。
6.权利要求1-5之一所述的高强度钨合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的高强度钨合金材料的制备方法，其特征在于：球磨混合具体为：
8.如权利要求6所述的高强度钨合金材料的制备方法，其特征
9.高强度钨合金丝材，其特征在于：由钨合金棒材经过旋锻和拉丝处理后得到；所述钨合金棒材为权利要求1-5之一所述的高强度钨合金材料，或为权利要求6-8之一所述的制备方法制备得到的高强度钨合金材料。
10.如权利要求9所述的高强度钨合金丝材，其特征在于：所述旋锻和拉丝处理在1000～1600℃进行。
...【技术特征摘要】
1.高强度钨合金材料，由原料粉通过粉末冶金制备得到，其特征在于：原料粉包括钨粉、过渡族金属氢化物粉末和稀土金属氢化物粉末。
2.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：原料粉包括按质量分数计的0.1～3.2％过渡族金属氢化物粉末、0.1～1.5％稀土金属氢化物粉末和余量的钨粉。
3.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述过渡族金属氢化物为氢化铌、氢化钽、氢化钛中的任意几种。
4.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述稀土金属氢化物为氢化镧、氢化钇、氢化铈中的任意几种。
5.如权利要求1所述的高强度钨合金材料，其特征在于：所述钨粉的粒度为100～800nm；所述过渡族金属氢化物的粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，鲁攀，
申请(专利权)人：成都美奢锐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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