[发明专利]一种高铜W-Ni-Cu合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高铜W‑Ni‑Cu合金材料，由以下质量百分数的原料制成：Ni 8％～18％，Cu 22％～57％，余量为W和不可避免的杂质，高铜W‑Ni‑Cu合金材料的相对密度不低于99％。本发明还公开了制备高该合金材料的方法，该方法为：一、W粉、Ni粉、Cu粉置于混料机中混合均匀，得到混合料；二、将混合料压制成坯料；三、将坯料放入真空炉中进行烧结，得到高铜W‑Ni‑Cu合金材料。本发明能够保证合金材料的形状尺寸和致密度，具有良好的塑性和机加工性能，制备该高铜W‑Ni‑Cu合金材料的方法采用粉末冶金液相烧结工艺，通过分阶段升温保温，使合金中的液相含量控制在一定范围内，从而避免Cu的渗出，保证了合金材料的形状尺寸。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高铜W-Ni-Cu合金材料及其制备方法。

背景技术

W-Ni-Cu合金是一种常用的合金，工业上广泛应用的高密度合金主要有W-Ni-Fe系列和W-Ni-Cu系列合金，W-Ni-Cu合金因为具有高的密度，没有磁性，被用作破甲弹的药型罩、导航陀螺仪、电接触器、电极等重要材料。其中导航材料被广泛地应用在导弹、飞机、运载火箭、人造卫星、舰艇的惯性导航陀螺仪上，并取得了很好的效果。在某些特殊场合还会用到低密度的W-Ni-Cu合金。目前生产这类合金的方法主要由熔渗法、湿法、液相烧结法。

熔渗法是将W粉压制成坯块，在一定温度下烧结成预烧制成具有一定密和强度的多孔W基体骨架，然后将熔点较低的金属Cu、Ni熔化，渗入到W骨架中从而得到较为致密的合金的方法。但熔渗过程易造成成分偏析，组织不均匀，且工艺较为繁复。

湿法即采用硝酸镍、硝酸铜溶液与钨混合，经还原制得钨镍铜包覆粉，再进行压制、烧结。此方法的优点是获得钨镍铜合金的各项性能均衡，但在还原过程中产生大量的有毒化合物，对环境及人体健康造成很大影响。

液相烧结法是制备W-Ni-Cu合金的一种简单常用的方法，因而得到了广泛的应用。但是常规的W-Ni-Cu合金中Cu的质量含量＜22％时，才采用液相烧结的方法制备，而当W-Ni-Cu合金中Cu的质量含量≥22％后，W-Ni-Cu合金很难使用烧结法生产，较高的Cu含量烧结后会导致制品坍塌、Cu渗出、组织不均匀等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高铜W-Ni-Cu合金材料。该高铜W-Ni-Cu合金材料的相对密度不低于99％，理论密度为10g/cm³～14g/cm³，能够保证合金材料的形状尺寸和致密度，因而具有良好的塑性和机加工性能，并且制备该高铜W-Ni-Cu合金材料的方法采用粉末冶金液相烧结工艺，通过分阶段升温保温，使合金中的液相含量控制在一定范围内，从而避免Cu的渗出，保证了合金材料的形状尺寸。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高铜W-Ni-Cu合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Ni 8％～18％，Cu 22％～57％，余量为W和不可避免的杂质；所述高铜W-Ni-Cu合金材料的相对密度不低于99％，所述高铜W-Ni-Cu合金材料中Cu的质量含量≥22％。

上述的一种高铜W-Ni-Cu合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Ni 12％～13％，Cu 28％～50％，余量为W和不可避免的杂质。

上述的一种高铜W-Ni-Cu合金材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：Ni 13％，Cu 50％，余量为W和不可避免的杂质。

另外，本发明还提供了一种制备上述高铜W-Ni-Cu合金材料的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将W粉、Ni粉、Cu粉混合均匀，得到混合料；

步骤二、采用模压法将步骤一中得到的混合料在压强为180MPa～300MPa条件下，保压0.5min～2min压制成坯料；