[发明专利]一种W-Ni-Fe-Y-ZrB2多相合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种W‑Ni‑Fe‑Y‑ZrB₂多相合金材料及其制备方法，它涉及多相材料技术领域。它由以下质量百分比的原料制成：Ni 2％‑8％、Fe 1％‑4％、Y 5％‑11％、ZrB₂ 1％‑5％、余量为W，该多相合金材料的制备方法包括以下步骤：(1)按质量百分比称取各原料，然后将所称取的原料在氩气保护下球磨混合均匀，得到混合粉末；(2)制备壳体，将混合粉末装入壳体中，抽真空后密封壳体；(3)热等静压烧结，得到W‑Ni‑Fe‑Y‑ZrB₂多相合金材料。本发明多相合金材料的特点是室温和高温强度高、塑性好、热膨胀系数小和抗氧化性能好，在尖端科学领域、国防工业和民用工业中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及的是多相材料技术领域，具体涉及一种W-Ni-Fe-Y-ZrB₂多相合金材料及其制备方法。

背景技术

钨是最重要的难熔金属之一，它的熔点高，密度大，高温强度高，导电、导热性和抗冲击能力强，因而成为工作温度超过1300℃的高温结构材料，广泛用于电子、航空、航天、原子能、化工、冶金、机械、交通、医药及军事工业各个领域；钨同时也是重要的功能材料，在国防高科技武器装备中、在电光源和电子控制系统中起着重要作用。

钨基合金包括钨基高比重合金(如W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Cu等)、钨基化合物及其复合材料(如WC-Co硬质合金)以及其它钨基合金，它们的特性是高熔点、高强度和高耐磨性，密度高(16.5-19.0g/cm³)、延性好(指 W-Ni-Fe高比重合金)、热膨胀系数小，抗蚀性和抗氧化性能好，导电导热性能好。因此，在国防工业和民用工业中都已得到了非常广泛的应用，如利用高比重合金的密度高、强度高、塑性好等特点，将其作为如飞机、火箭、导弹、潜艇、鱼雷的导航陀螺仪转子及飞机上的配重和减震材料；在武器中用作穿甲弹和子母弹等；在医疗行业中用作防x射线屏蔽材料；在民用工业中用作手机上的高比重合金振子、电热镦粗钻块和电极材料等。然而，传统的钨合金存在钨本身的一些性能缺陷，即室温塑性、高温强度和抗氧化性能没有达到良好的匹配。为了满足尖端科学领域和国防工业的需要，研制新型钨合金势在必行。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种 W-Ni-Fe-Y-ZrB₂多相合金材料及其制备方法，多相W-Ni-Fe-Y-ZrB₂合金材料具有室温和高温强度高、良好的室温塑性和优异的抗氧化性能等特点，合金材料制备方法具有周期短和能耗低的优点，在尖端科学领域、国防工业和民用工业中具有广泛的应用前景。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种 W-Ni-Fe-Y-ZrB₂多相合金材料，由以下质量百分比的原料制成：Ni 2％-8％、 Fe 1％-4％、Y 5％-11％、ZrB₂ 1％-5％，余量为W，所述的Ni、Fe、Y、ZrB₂和W均为粉状原料，其中Ni粉的粒径不大于3μm，Fe粉的粒径不大于 6μm，ZrB₂粉的粒径不大于5μm，W粉的粒径不大于10μm。

作为优选，所述的W-Ni-Fe-Y-ZrB₂多相合金材料由以下质量百分比的原料制成：Ni 3％-5％、Fe 2％-3％、Y 6％-10％、ZrB₂ 2％-4％，余量为W。

作为优选，所述的W-Ni-Fe-Y-ZrB₂多相合金材料由以下质量百分比的原料制成：Ni 5％、Fe 2.5％、Y 8％、ZrB₂ 3％、W 81.5％。

作为优选，所述的Ni粉、Fe粉、Y粉和ZrB₂粉的质量纯度均不小于 99％，所述W粉的质量纯度不小于99.9％。