[發明專利]一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產工藝

有效

• 申請號: 200910022943.3
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101575678A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 鄭軍;劉曉丹;陳萍
• 申請（專利權）人: 西安華山鎢制品有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C27/04;C22F1/18;C21D1/18;C21D1/26;C21D1/773
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其是涉及一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產工藝。

背景技術

高密度鎢合金是一類以鎢為基(鎢的質量分數即鎢含量通常為80％～97％)，并添加有Ni、Fe、Co、Cu、Mo、Cr等元素而組成的合金，其密度高達16.5～19.0g/cm³，而被人們通稱為高密度鎢合金、高比重鎢合金、重合金。現有高比重鎢合金(或稱高密度鎢合金)的生產工藝流程為：混料、冷等靜壓成型、燒結和真空退火，但采用上述工藝所生產的鎢合金均存在沖擊韌性較差且硬度值不高的缺陷。以含鎢量95％的95WNiFe合金及含鎢量97％的97WNiFe合金為例，95WNiFe合金的沖擊韌性為≤0.27MJ/m²且其洛式硬度值≤25HRC，97WniFe合金的沖擊韌性為≤0.10MJ/m²且其洛式硬度值≤28HRC。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產工藝，其生產工藝步驟簡單、實施操作簡便且所生產的高密度鎢合金質量好，能有效改善高密度鎢合金的力學性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟：

步驟一、混料：根據最終需制備高密度鎢合金的成分要求，將預先備好的需進行混合的多種金屬粉末同時放入傾斜混料機內進行6～8小時充分均勻混合，獲得經充分混合后的混合粉；所述傾斜混料機的傾斜角度為9～13°且轉速為20～34rpm；

步驟二、冷等靜壓成型：采用常規冷等靜壓成型工藝，對經充分混合后得到的混合粉進行壓強為120～170Mpa的冷等靜壓壓制且壓制時間為1～6min，制得粉末壓坯；

步驟三、燒結：將制得的粉末壓坯置于高溫燒結爐中且在氨分解氣或氫氣的保護下進行燒結，制得成分均勻的鎢合金燒結坯，其燒結溫度為1400～1600℃，燒結保溫時間為30～90min，所述氨分解氣或氫氣的流速為1～4m³/h；

步驟四、淬火：將制得的鎢合金燒結坯置于高溫淬火爐內進行淬火處理且分兩個階段連續進行，其中第一階段的淬火溫度為1100～1500℃且保溫時間為10～50min，第二階段的淬火溫度為25～80℃且保溫時間為30～40min；

步驟五、真空退火：將經淬火處理后的鎢合金燒結坯放入高溫真空爐內進行真空退火，所述高溫真空爐的真空度不小于10^-1Pa，退火溫度為1100～1300℃且退火時間為1～4h，則完成高密度鎢合金的整個生產工藝過程。

上述步驟三中所述的高溫燒結爐為馬弗爐。

上述步驟四中所述的高溫淬火爐為馬弗爐。

上述步驟二中所述壓制時間的最佳時間為2min。

上述步驟五中所述退火時間的的最佳時間為2h。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、生產工藝步驟簡單且實施操作簡便，采用現有的粉末冶金技術領域中的常規設備即可完成整個高密度鎢合金的生產工藝。

2、本生產工藝的工藝狀態穩定，且所生產的高密度鎢合金性能穩定。

3、所生產的高密度鎢合金質量好，能大幅改善高密度鎢合金的力學性能，主要是能提高高密度鎢合金的沖擊韌性值及硬度值，具體是在現有高密度鎢合金的生產工藝中增加了淬火工藝，使得經高溫燒結后的高密度鎢合金燒結坯在急冷過程中，其材料的內部結構發生相變增韌，部分熔解在粘結相中的鎢在急冷情況下來不及析出，起到了固熔強化的作用，因而能大幅度提高了鎢合金的沖擊韌性及硬度值。以含鎢量95％的95WNiFe合金及含鎢量97％的97WNiFe合金為例，95WNiFe合金的沖擊韌性為≥0.40MJ/m²(采用本發明所生產的95WNiFe合金沖擊韌性值一般均≥0.60MJ/m²)且其洛式硬度值25～28HRC，97WniFe合金的沖擊韌性為≥0.10MJ/m²且其洛式硬度值為28～33HRC。

綜上所述，本生產工藝步驟簡單、實施操作簡便且所生產的高密度鎢合金質量好，能有效改善高密度鎢合金的力學性能。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本發明所述的提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產工藝，包括以下步驟：