[发明专利]一种具备记忆合金层的钨合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种具备记忆合金层的钨合金的制备方法，该方法显著改善和控制了材料的组织结构，使得制备的钨合金；本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨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，使得钨合金的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

所属技术领域

本发明合金制造领域，具体涉及一种具备记忆合金层的钨合金的制备方法。

背景技术

钨及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点，被广泛应用于高温加热、玻璃熔炼、高温结构支撑件等高温领域。

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

本发明提供一种具备记忆合金层的钨合金的制备方法，该方法显著改善和控制了材料的组织结构，使得制备的钨合金；本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨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，使得钨合金的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具备记忆合金层的钨合金的制备方法，该钨合金基材由如下重量组分组成：费氏粒度为1-1.5um的WC粉90-95份，费氏粒度为0.5-0.8um的Co粉8-12份， Si粉1-2份、石墨粉0.5-1份；

该方法包括如下步骤：

（1）制备钨合金基材

按上述材料配方选取各材料组份；

选用1Kg搅拌球磨机，先加入Si粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5：1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7，球磨机搅拌速度480rpm，填充系数为0.85，研磨1小时；

然后再加入碳化钨研磨5-7小时，形成料浆，形成料浆；

过滤、干燥，过滤的目数为40-50目，干燥温度为70-85℃，制成硬质合金混合料粒；

将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯；

将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400-1425℃、Ar压力为8-10Mpa、烧结时间为30-100min，得到钨合金基材；

（2）基材预处理

所述基材预处理，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，在上述基材上形成薄膜状的稀土记忆合金层：

抽真空至10^-4Pa以上，充入氮气，然后再抽真空至10^-4Pa，调整工作电压为500V，溅射占空比65-68%，开始进行溅射沉积，控制厚度为150-250μm得到薄膜状的稀土记忆合金层；