[发明专利]新型钨合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型钨合金材料及其制备方法，由钨基体、羰基Ni和羰基Fe组成，采用固相烧结工艺和液相烧结工艺，其工艺流程为：混料，球磨，等静压成形，烧结。钨合金具有高强度、塑性好、抗冲击韧性和穿透性能力强，控制烧结温度和烧结时间抑制晶体粒的长大和提高组织的均匀性，从而提高了其综合力学性能。所制备的低密度钨合金弹体在侵彻后不会发生破坏，适合作为弹体的制备材料。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种新型钨合金材料及其制备方法。

背景技术

钨合金具有密度高、强度高、塑性强等优良性能，是目前制备动能穿甲弹的主要材料。相对于榴弹来说，传统钨合金动能穿甲弹具有较强的轴向破坏特性，但对目标没有较好的杀伤效果。这种低密度材料具有的特性是比传统钨合金密度低，密度在9-12g/cm³.具有高韧性，抗拉强度600-800MPa，延伸率大于30%。

低密度钨合金具有钨合金的穿甲性能，同时它的超强韧型与延伸率可以更好的承受火炸药的爆风驱动的力，普通钨合金很难承受超强的爆风驱动力（在受到爆风加载后会碎）。

钨合金应具有较低的抗拉强度。同时为保证发射强度又需要足够的抗压强度及伸长率，即保证一定塑性的前提下，有较大的压拉比。国内外已研制出多种易碎钨合金，然而多数易碎钨合金如W-Ni-Fe(Al2O3)，W-Ni-Al-Fe等都存在抗拉强度过高导致破碎性不足，压拉比过低，以及伸长率过低等问题，无法满足实际需求。因此，提高钨合金的破碎性，并保证钨合金具有一定压缩强度和塑性是制备钨合金的关键。并且要保证钨合金弹体在侵彻后弹体不能遭到破坏，保证在穿透后在发生爆破，高密度的钨合金弹体在侵彻后分裂为四段，弹体中部发生明显的破坏，因此，增大钨合金密度虽然可以增强弹体的侵彻能力，但是在侵彻过程中更容易发生破坏。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种新型钨合金材料及其制备方法。

一种新型钨合金材料，由还原W粉、羰基Ni和羰基Fe组成，还原W粉、羰基Ni和羰基Fe按照质量分数比进行配比，按60W-28Ni-12Fe，65W-24.5Ni-10.5Fe，70W-21Ni-9Fe，75W-17.5Ni-7.5Fe，80W-14Ni-6Fe5种成分配料。

在本发明的这种新型钨合金材料中，所述还原W粉的费式粒度为2.8μm，纯度为99.9%。

在本发明的这种新型钨合金材料中，所述羰基Ni的平均费氏粒度为2.5μm，纯度为99.7%。

在本发明的这种新型钨合金材料中，所述羰基Fe的平均费氏粒度为3.0μm，纯度为99.9%。

在本发明的这种新型钨合金材料中，所述钨基体为W粉、Ni粉、Zr粉和Fe粉。

本发明还提供了一种新型钨合金材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、混料，将还原W粉、羰基Ni和羰基Fe按照质量分数比进行配比，按60W-28Ni-12Fe，65W-24.5Ni-10.5Fe，70W-21Ni-9Fe，75W-17.5Ni-7.5Fe，80W-14Ni-6Fe5种成分配料，放到三维混合机中混合；

步骤二、球磨，在无水乙醇的保护下，通过球磨机球磨10h-20H混合均匀，球磨质量比为5∶1，转速250r/min；

步骤三、等静压成形，将球磨好的混合粉末经真空干燥后在进行等静压成形，压制压力为250MPa；

步骤四、烧结，将压制好的成型钨合金放在烧结炉中进行烧结，通入氢气，升温速率为450℃/h，升温至900℃，保温4h，在经过固相烧结和液相烧结，降温至1100℃，再通入氮气，待自然降温，得到W-Ni-Fe合金。