[發(fā)明專(zhuān)利]一種高比重合金的燒結(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210533939.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102974823A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮再;周森;陳偉;蔡俊峰;周媛;周定楊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣漢川冶新材料有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/10
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/10
• 代理公司: 中國(guó)有色金屬工業(yè)專(zhuān)利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術(shù)領(lǐng)域

一種高比重合金的燒結(jié)方法，涉及一種粉末冶金過(guò)程中燒結(jié)高比重量合金的方法。

背景技術(shù)

高比重合金具有密度大、強(qiáng)度和硬度高、導(dǎo)熱可焊性好、抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，在軍工、航天、醫(yī)療行業(yè)得到了大量應(yīng)用。

燒結(jié)高比重合金的傳統(tǒng)方法是氫氣還原燒結(jié)法，它是將壓坯裝在石墨舟或鉬舟中，在氫氣保護(hù)下燒結(jié)。氫氣還原燒結(jié)法需要進(jìn)行預(yù)燒結(jié)以清除在壓制時(shí)添加的成形劑，燒結(jié)過(guò)程在正壓下進(jìn)行，不能充分消除產(chǎn)品內(nèi)部的孔隙，且體容量受限導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸受限。氫氣屬于易燃易爆氣體，氫氣還原燒結(jié)法存在重大安全隱患。真空燒結(jié)后續(xù)熱等靜壓工藝是燒結(jié)高比重合金的另一種方法，它用傳統(tǒng)的真空燒結(jié)方法燒結(jié)產(chǎn)品后，再在溫度略低于真空燒結(jié)溫度的熱等靜壓機(jī)中處理一定時(shí)間。這種方法容易導(dǎo)致合金內(nèi)部出現(xiàn)粗大晶粒，使合金強(qiáng)度降低，且設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用昂貴。燒結(jié)-熱等靜壓工藝是制備高比重合金的一種新方法，它將壓坯裝入真空燒結(jié)等靜壓爐內(nèi)，在較低溫度和低壓下脫出粘接劑后，再進(jìn)行真空燒結(jié)一段時(shí)間，接著在同一爐內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓，然后冷卻。燒結(jié)-熱等靜壓工藝在真空燒結(jié)溫度下直接加壓保壓，所以有利于基體中晶粒的塑性流動(dòng)、有利于孔洞的收縮和消失。

無(wú)論是真空燒結(jié)后續(xù)熱等靜壓工藝，還是燒結(jié)-熱等靜壓工藝，都包含了燒結(jié)過(guò)程。在真空燒結(jié)過(guò)程中，真空度太高容易出現(xiàn)氣體電離，造成鉬舟或石墨舟與高比重合金壓坯之間產(chǎn)生打火現(xiàn)象，燒壞高比重合金器件和鉬舟或石墨舟。當(dāng)高比重合金中含有易變價(jià)的Cu、Ni等金屬元素時(shí)，燒結(jié)時(shí)隨著氧分壓和溫度的變化會(huì)導(dǎo)致NiO，Ni₂O₃，CuO，Cu₂O等雜相的析出，從而影響高比重合金的性能。

針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有在真空燒結(jié)過(guò)程中抑制打火現(xiàn)象的方法，也沒(méi)有控制變價(jià)金屬氧化的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠有效抑制打火現(xiàn)象、并能安全高效地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高比重合金的燒結(jié)方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種高比重合金的燒結(jié)方法，其過(guò)程采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)；其特征在于燒結(jié)過(guò)程是將真空燒結(jié)爐在持續(xù)抽真空同時(shí)通入保護(hù)性載氣的條件下，進(jìn)行燒結(jié)的。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于所述的燒結(jié)過(guò)程是先將真空燒結(jié)爐抽真空至真空爐內(nèi)的氣壓小于10^-3Pa；再開(kāi)始充入保護(hù)性載氣，使燒結(jié)過(guò)程中真空爐內(nèi)的氣壓為10^-2Pa-10⁵Pa。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于燒結(jié)過(guò)程達(dá)到要求的燒結(jié)時(shí)間后，停止抽真空，繼續(xù)充入保護(hù)性載氣，使真空爐內(nèi)的氣體壓力為4.5MPa-6.5MPa。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是惰性氣體，為氬氣或氮?dú)狻?!-- SIPO -->

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是還原性氣體，為氫氣作或一氧化碳。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是惰性氣體與還原性氣體的混合氣體，為氬氣與氫氣的混合氣體，或氬氣與天然氣的混合氣體。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是氮?dú)馀c還原性氣體的混合氣體，為氮?dú)馀c氫氣的混合氣體。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是利用可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生的還原性氣體，為可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生氫氣與一氧化碳的混合氣體。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是利用可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生還原性氣體與氮?dú)饣旌蠚怏w，為利用可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生氫氣與一氧化碳的混合氣體，并將其與氮?dú)饣旌虾蟮臍怏w。

本發(fā)明的一種高比重合金的燒結(jié)方法，其特征在于充入的保護(hù)性載氣是利用可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生還原性氣體與惰性氣體混合的氣體，為利用可控氣氛發(fā)生器產(chǎn)生氫氣與一氧化碳的混合氣體，并將其與氬氣混合氣體。

本發(fā)明提供的一種高比重合金的燒結(jié)方法，采用已有的生產(chǎn)高比重合金的工藝，按要求的速度升溫到要求的溫度，按要求的時(shí)間保溫；按要求的冷卻方式和冷卻速度冷卻到室溫。能夠帶來(lái)以下至少一種有益效果：

(1)?能夠避免真空燒結(jié)過(guò)程中高比重合金與鉬舟或石墨舟之間的打火現(xiàn)象。這種打火現(xiàn)象通常是由稀薄氣體的電離引起的，充入保護(hù)性載氣后，氣體分子電離的幾率降低了，因而能夠避免打火現(xiàn)象；