[发明专利]一种钨基合金材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910740731.2 申请日: 2019-08-12
公开(公告)号: CN110358941B 公开(公告)日: 2021-04-16
发明(设计)人: 魏世忠;徐流杰;肖方闹;潘昆明;周玉成;李秀青;李继文;王喜然;王晓东;张程;陈冲;毛丰;熊美;张国赏;靳东亮 申请(专利权)人: 河南科技大学
主分类号: C22C1/05 分类号: C22C1/05;C22C1/10;C22C27/04;C22F1/18;B22F1/00
代理公司: 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 代理人: 牛爱周;李宁
地址: 471003 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 合金材料 及其 制备 方法
【说明书】:

本发明涉及一种钨基合金材料及其制备方法,属于钨基合金材料技术领域。本发明的制备方法包括:1)将含有钨和氧化锆的复合粉体研磨均匀,然后在700~1000℃进行退火处理,得到粉体A;2)将粉体A进行研磨后压制成型,然后液相烧结,得到钨基合金坯料,即得。本发明的制备方法,在首次研磨后对粉体进行退火处理可以使金属颗粒变柔软,然后再次对粉体进行研磨,克服采用单次研磨在混料后期化难以对氧化锆颗粒形成有效研磨的问题,减小了氧化锆颗粒的粒径并提高了氧化锆颗粒在粉体中的分布均匀程度,从而提高了烧结后得到的钨基合金的抗拉强度和硬度。

技术领域

本发明涉及一种钨基合金材料及其制备方法,属于钨基合金材料技术领域。

背景技术

高密度钨基合金是一类以钨为基体,添加有Ni、Fe、Co、Cu、Mo、Cr等元素的合金,密度通常为17.5~19.0g/cm3。高密度钨基合金密度高、强度高并具有良好的耐磨性和辐射吸收性,这些优点使得其成为许多工业应用的理想材料,尤其是在国防工业领域中,高密度钨基合金被广泛用于制作各种杆式动能穿甲弹弹芯及导弹毁伤单元组件。然而高密度钨基合金是典型的难变形材料,常规粉末冶金液相烧结钨基合金的强度性能相对较低,严重制约了其作为弹芯使用时的穿甲性能。氧化物弥散强化的W-Ni-Fe合金是一种最有前途的钨基合金材料之一,该W-Ni-Fe合金即使采用常规液相烧结进行制备,相较于常规钨基合金在高温强度方面仍具有优势,原因在于基体中氧化物颗粒作为钉扎点阻碍位错和亚晶界的迁移。如授权公告号为CN105441765B的中国发明专利公开了一种弹用高密度钨合金,以质量百分比计,合金成分如下:钨90.0~97.0%,氧化锆0.1~2.0%,粘结相镍和铁2.0~9.9%,镍与铁的质量比为3~4:2~1,以及不可避免的杂质;该弹用高密度钨合金的制备步骤如下:分别将偏钨酸铵、硝酸锆溶于水中,混合,混合液干燥得粉末,粉末经煅烧、还原得到复合钨粉;取镍粉、铁粉,混合后球磨,得到镍铁固溶体;将复合钨粉、镍铁固溶体混合,混合粉经压制、烧结,即得弹用高密度钨合金。该弹用高密度钨合金在制备过程中在钨合金加入高温稳定相氧化锆,氧化锆弥散相细小且在钨基体中均匀分布,解决了相分布不均匀导致的力学性能差的问题,钨合金的抗拉强度可达1250MPa以上。但由于在将复合钨粉和镍铁合金以球磨的方法进行混料的过程中加工时间长达20~35h,球磨后期混合粉体中金属粉出现加工硬化的现象,难以再对氧化锆颗粒形成有效研磨,不利于氧化锆分布均匀性的进一步提高和粒径的进一步减小,制得钨基合金的抗拉强度性能提升有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种钨基合金材料的制备方法,能够提高高密度钨基合金的抗拉强度。

本发明还提供了一种采用上述制备方法制得的钨基合金材料,具有较高的抗拉强度。

为了实现以上目的,本发明的钨基合金材料的制备方法所采用的技术方案是:

一种钨基合金材料的制备方法,包括以下步骤:

1)将复合粉体研磨均匀,然后在700~1000℃进行退火处理,得到粉体A;所述复合粉体为粉体I、粉体II或粉体III;所述粉体I含有钨、氧化锆、镍和铁;所述粉体II含有钨、氧化锆、镍铁固溶体;所述粉体III含有钨、氧化锆、含氢化锆的镍铁固溶体;复合粉体中镍元素和铁元素的质量比为7:2~5;

2)将粉体A进行研磨后压制成型,然后液相烧结,得到钨基合金坯料,即得。

本发明的钨基合金材料的制备方法,在首次研磨后对粉体进行退火处理可以使金属颗粒变柔软,然后再次对粉体进行研磨,克服了常规技术采用单次研磨在混料后期,金属颗粒加工硬化难以对氧化锆颗粒形成有效研磨的问题;采用研磨-退火-研磨的方法进行混料,减小了氧化锆颗粒的粒径并提高了氧化锆颗粒在粉体中的分布均匀程度,从而提高了烧结后得到的钨基合金的抗拉强度和硬度。采用本发明的制备方法制得的钨基合金材料在具有高强度的同时,也保持较高的塑性,其致密度达到98%以上,显微硬度达445Hv以上,抗拉强度达到1450MPa以上,延伸率达到15%以上。

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