[發明專利]一種熔煉法制備Ni-W合金的方法

無效

• 申請號: 201110280220.0
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102329973A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 梁淑華;張晨;鄒軍濤
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C19/03
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于冶金制備技術領域，涉及一種熔煉法制備Ni-W合金的方法。

背景技術

Ni-W合金鍍層具有較高的硬度以及較好的耐磨性和耐腐蝕性，且具有抗高溫氧化的能力、易脫模、不黏著，因此Ni-W鍍層已經成功地應用在微機電系統(MEMS)和超大規模集成電路(ULSI)中；此外由于其對環境沒有污染，近些年來也已經逐漸替代鍍鉻層被廣泛應用到軸承、氣缸、活塞和鑄造模具、熱鍛模具等表面強化的技術領域。

現有的熔煉法和其他的粉末冶金法制成的Ni-W合金致密度低，合金中的富Ni固溶體含量低，并且現有方法制備出的Ni-W合金成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種熔煉法制備Ni-W合金靶材的方法，解決了制備Ni-W合金的成本高、致密度低的問題。

本發明的技術方案為，一種熔煉法制備Ni-W合金的方法，按照以下步驟實施：

步驟1，粉末的制備

選取粒徑為6～10μm，純度不小于99.9％，含氧量為500～800ppm的W粉；選取粒徑為40～50μm，純度不小于99.9％，含氧量為800～1000ppm的Ni粉，按Ni∶W質量百分比為70％～85％∶15％～30％的比例稱取粉末，并放入混料機中；

步驟2：混粉

將步驟1稱取好的Ni粉與W粉進行混合，混粉時間為6h～12h；

步驟3，壓坯

將經步驟2混合好的粉末進行模壓，壓強為50～80MPa，保壓10s～20s后制成壓坯；

步驟4，燒結

將步驟3制成的壓坯置于高溫真空燒結爐中，先對爐內抽真空，保證爐體內的真空度小于10^-3帕，然后對爐內壓坯進行加熱，控制加熱速度為20℃/min，當爐內溫度達到960℃時，再以10℃/min的加熱速度繼續升溫，最終燒結溫度為1100℃～1200℃，保溫60min～120min后，隨爐冷卻到室溫；

步驟5，熔煉

將經步驟4燒結后的Ni-W合金放入高溫熔煉爐中，先對爐內抽真空，保證爐體內的真空度小于10^-3帕，然后充入保護氣體，進行加熱，控制升溫速度為10℃/min，當溫度升到1300℃后，設置升溫速度為20℃/min，最終熔煉溫度為1600℃～1750℃，保溫30min～60min后，隨爐冷卻至室溫，制得Ni-W合金；

步驟6，機加工

對步驟5制成的Ni-W合金進行機加工，使之成為Ni-W合金成品。

本發明的特點還在于，

其中步驟5中所述的保護氣體為氬氣。

本發明的有益效果是，采用先燒結合金再用惰性氣體保護熔煉合金的方法，不同于常規的熔煉法和其他的粉末冶金法，因此使得Ni-W合金的致密度提高，合金中的富Ni固溶體含量增加，形成完全單相的鎳鎢固溶體，且Ni和W兩種元素分布更為均勻。

附圖說明

圖1是本發明制備方法的流程圖；

圖2是本發明實例1中Ni-W的SEM照片；

圖3為三個實施例中得到的合金的XRD圖譜；

圖4中，a為實例1中Ni元素的面分布圖，b為實例中W元素的面分布圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明提供的熔煉法制備Ni-W合金的方法，制備流程如圖1所示，按照以下步驟實施：

步驟1，粉末的制備

選取粒徑為6～10μm，純度不小于99.9％，含氧量為500～800ppm的W粉；選取粒徑為40～50μm，純度不小于99.9％，含氧量為800～1000ppm的Ni粉，按Ni∶W質量百分比為70％～85％∶15％～30％的比例稱取粉末，并放入混料機中；

步驟2：混粉

將步驟1稱取好的Ni粉與W粉進行混合，混粉時間為6h～12h；

步驟3，壓坯

將經步驟2混合好的粉末進行模壓，壓強為50～80MPa，保壓10s～20s，制成壓坯；

步驟4，燒結

將步驟3制成的壓坯置于高溫真空燒結爐中，先對爐內抽真空，保證爐體內的真空度小于10^-3帕；然后對爐內壓坯進行加熱，控制加熱速度為20℃/min，當爐內溫度達到960℃時，再以10℃/min的加熱速度繼續升溫，最終燒結溫度為1100℃～1200℃，保溫60min～120min后，隨爐冷卻到室溫；

步驟5，熔煉