[发明专利]一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法，该方法制备的钨镍材料解决了传统细晶硬质合金制备过程中常出现“镍池”和孔洞的问题，本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨镍合金表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

所属技术领域

本发明涉及电介质材料制造领域，具体涉及一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法。

背景技术

WC-Ni硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境。由于Ni属于面心立方(F.c.c)晶系，塑性很好，在湿磨过程中容易发生塑性变形，形成片状的Ni粉团。工业生产以Ni作为粘结剂的硬质合金的球磨时间要长，即便是这样，也不能保证Ni粉的均匀细化，这是基于Ni粉存在着与Co粉截然不同的细化机理。

现有技术中主要通过添加合金元素，细化WC晶粒，通过严格的工艺控制，减少孔隙和缺陷等方法来改善WC-Ni硬质合金的性能。采用传统方法制备的WC-Ni混合料在真空烧结条件下常出现“镍池”和孔洞。“镍池”和孔洞会严重影响合金的综合性能，比如强度、耐磨性、耐腐蚀性等。

形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指经过适当变形后，在一定物理条件变化下能自动做功而恢复变形前形状的合金。形状记忆合金因其具有较高的可恢复性形变，已成为一种重要的功能材料，获得了广泛应用。镍钛系形状记忆具有记忆恢复原形、无磁性、耐磨耐蚀、耐高温、无毒性的特点。不过，当前的形状记忆合金的屈服强度一般在700MPa以下。

发明内容

本发明提供一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法，该方法制备的钨镍材料解决了传统细晶硬质合金制备过程中常出现“镍池”和孔洞的问题，本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨镍合金表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明提供了一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备基体

按以下重量组份配制混合粉

碳化钨，90.1％-92.8％，费氏粒度0.8-1μm；

镍粉，5％-6％，费氏粒度0.5-1.0μm；

碳化铬，余量；

将上述配比的混合粉进行湿磨；其中球磨时间分段控制；先将碳化物粉及添加剂碳化铬加入球磨筒湿磨12-16小时，再加入镍粉湿磨14-18小时；

将球磨完毕的混合料料浆干燥；

将干燥混合料压制成所需形状的压制品；

将压制品放在烧结炉内高温烧结，烧结温度为1450-1470℃， 保温时间70-90min，烧结压力为4.5-5.0Mpa，获得钨镍合金基体；

（2）基体预处理

所述基体预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；

（3）制备稀土记忆合金靶材

该稀土记忆合金靶材由钛、镍、铝、钇、铬、硅元素构成；

按重量份包括如下组分：钛55-65份，镍10-12份；铝6-9份；钇1-3份、铬4-6份；硅1-2份；

采用熔炼法制备得到稀土记忆合金靶材 ；

（4）采用上述合金靶材，使用磁控溅射方法，在上述基体上形成薄膜状的稀土记忆合金层：