[發明專利]一種非難熔的鎢合金

有效

• 申請號: 200810013096.X
• 申請日: 2008-09-04
• 公開（公告）號: CN101343708A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 于波;邱克強;趙芳欣;劉世昌;王勇;任英磊;成京昌;王景成;苗治全
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明涉及以難熔金屬鎢為基體的金屬材料，屬于鎢合金材料及制備技術 領域。

背景技術

鎢合金具有高密度、高強度、良好的導電性、導熱性、低膨脹系數，良好 的耐蝕性和抗氧化性，極高的γ射線和X射線吸收能力，在航空航天工業、常 規武器工業、機械工業、儀表工業、核工業、醫療器械、石油工業和電氣工業 等用作配重、彈頭彈芯、放射性屏蔽材料和壓鑄模具等。

一般情況下，熔點高于1650℃的金屬被稱為難熔金屬，反之，則被稱為非 難熔金屬。純鎢的熔點約為3400℃，是熔點最高的金屬，目前使用的鎢合金熔 點也很高，屬于難熔合金，以W-Fe合金為例，當鎢質量分數為70％時，熔點在 2700℃左右；鎢質量分數為50％時鎢鐵合金熔點也在1700℃以上，而普通熔煉 設備的耐火材料使用溫度一般都在1700℃以下，只能熔煉非難熔合金。現有的 鎢合金無法采用鑄造方法成形零件，使得粉末冶金迄今為止仍然是制備鎢合金 零件的主要方法。

粉末冶金的工序主要包括：原料粉末的制備、粉末混合、壓制成形、燒結 和后處理。其中采用了金屬粉末為原料和壓制成形工藝，不可避免地存在下述 問題：

1、粉末冶金制品質量與金屬粉末性能密切相關，金屬粉末性能又與制造方 法密切相關，粉末制備方法眾多，粉末性能難以掌控，導致最終制品質量難以 控制自如。

2、粉末的充填特性遠不如液態金屬，導致制品的復雜程度受到限制。

3、壓制成形所需的壓強高，需采用加壓設備，導致粉末冶金制品尺寸受設 備能力限制。

此外，壓模成本高，一般只適用于成批或大量生產；粉末冶金技術方案的 實現過程決定了制品內部必然存在一定量的孔隙，普通粉末冶金制品的強度比 相應的鍛件或鑄件要低。為提高粉末冶金件的性能，需采取復壓、熱鍛等后處 理手段。從整體角度，粉末冶金工藝復雜，成本高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述缺點，提供一種非難熔的鎢合金，可 以使用普通的熔煉設備熔煉和澆注成形。

本發明的非難熔鎢合金，其化學成分(質量分數％)由：W?50～85、Fe?10～ 44、B?0.1～6.0、C?0.5～3.0、Si?0～2.5、Mn?0～5.0、Y?0～2.0、Sc?0～2.0、Er?0～ 2.0和Gd?0～2.0組成。

本發明的非難熔鎢合金，對于較低鎢含量的鎢合金，優選化學成分(質量 分數％)由：W?60～74.9、Fe?19～34、B?0.5～3.0、C?0.5～3.0、Si?0～2.5、Mn?0～ 5.0、Y?0～2.0、Sc?0～2.0、Er?0～2.0和Gd?0～2.0組成。

本發明的非難熔鎢合金，對于較高鎢含量的鎢合金，優選化學成分(質量 分數％)由：W?75～82、Fe?10～22、B?1.5～6.0、C?0.5～3.0、Si?0～2.5、Mn?0～ 5.0、Y?0～2.0、Sc?0～2.0、Er?0～2.0和Gd?0～2.0組成。

本發明的非難熔鎢合金，對于較低鎢含量的鎢合金，進一步優選化學成分 (質量分數％)：W?67～69、Fe?25～29、B?2.0～4.0和C?2.0～3.0。

本發明的非難熔鎢合金，對于較高鎢含量的鎢合金，進一步優選化學成分 (質量分數％)：W?75～78、Fe?18～21、B?2.5～4.0和C?2.0～3.0。

本發明的非難熔鎢合金，對于較高鎢含量的鎢合金，進一步優選化學成分 (質量分數％)：W?80～82、Fe?12～17、C?1.5～3.0、B?2.5～3.5和Si1.0～2.5。

本發明的非難熔鎢合金，對于較低鎢含量的鎢合金，進一步優選化學成分 (質量分數％)：W70～74.9、Fe?23～25、B?2.0～3.0、C?2.0～2.5和Gd?1.5～4.0。

本發明的非難熔鎢合金熔點低于1600℃，能夠采用普通設備熔煉，并能澆 注成形，與粉末冶金鎢合金相比，本發明具有以下優點：

1、熔點低。

2、制備工藝簡單。

3、成本低。

4、能成形形狀復雜鎢合金件。

5、能成形大尺寸鎢合金件。

本發明的非難熔鎢合金可以采用電磁感應爐(真空或非真空)熔煉。非難 熔鎢合金的制備方法包括下述步驟：

(1)按下述化學成分配比(質量分數％)進行配料：