[發明專利]一種具備記憶合金層的鎢合金的制備方法

在審

• 申請號: 201810187219.5
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108251814A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 瞿凌飛
• 申請（專利權）人: 瞿凌飛
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/58;C22C1/05;C22C29/08;C22C14/00
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本發明公開了一種具備記憶合金層的鎢合金的制備方法，該方法顯著改善和控制了材料的組織結構，使得制備的鎢合金；本發明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，在鎢合金表面形成稀土記憶合金層，能夠將提升該合金的屈服強度，使得鎢合金的表面均勻致密、膜基結合強度高、力學性能優良。

所屬技術領域

本發明合金制造領域，具體涉及一種具備記憶合金層的鎢合金的制備方法。

背景技術

鎢及其合金由于具有熔點高、強度大、導電導熱性能好、抗蝕性能強及高溫力學性能良好等優點，被廣泛應用于高溫加熱、玻璃熔煉、高溫結構支撐件等高溫領域。

形狀記憶合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指經過適當變形后，在一定物理條件變化下能自動做功而恢復變形前形狀的合金。形狀記憶合金因其具有較高的可恢復性形變，已成為一種重要的功能材料，獲得了廣泛應用。鎳鈦系形狀記憶具有記憶恢復原形、無磁性、耐磨耐蝕、耐高溫、無毒性的特點。不過，當前的形狀記憶合金的屈服強度一般在700MPa以下。

發明內容

本發明提供一種具備記憶合金層的鎢合金的制備方法，該方法顯著改善和控制了材料的組織結構，使得制備的鎢合金；本發明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，在鎢合金表面形成稀土記憶合金層，能夠將提升該合金的屈服強度，使得鎢合金的表面均勻致密、膜基結合強度高、力學性能優良。

為了實現上述目的，本發明提供了一種具備記憶合金層的鎢合金的制備方法，該鎢合金基材由如下重量組分組成：費氏粒度為1-1.5um的WC粉90-95份，費氏粒度為0.5-0.8um的Co粉8-12份， Si粉1-2份、石墨粉0.5-1份；

該方法包括如下步驟：

（1）制備鎢合金基材

按上述材料配方選取各材料組份；

選用1Kg攪拌球磨機，先加入Si粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作為研磨介質，按球料比例5：1加入研磨球，進行攪拌研磨，研磨球直徑D7，球磨機攪拌速度480rpm，填充系數為0.85，研磨1小時；

然后再加入碳化鎢研磨5-7小時，形成料漿，形成料漿；

過濾、干燥，過濾的目數為40-50目，干燥溫度為70-85℃，制成硬質合金混合料粒；

將硬質合金混合料粒通過模壓或擠壓或注塑成型，制成硬質合金毛坯；

將硬質合金毛坯進入燒結爐進行燒結成型，燒結成型時的燒結溫度為1400-1425℃、Ar壓力為8-10Mpa、燒結時間為30-100min，得到鎢合金基材；

（2）基材預處理

所述基材預處理，可依次進行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗；

（3）制備稀土記憶合金靶材

該稀土記憶合金靶材由鈦、鎳、鋁、釔、鉻、硅元素構成；

按重量份包括如下組分：鈦55-65份，鎳10-12份；鋁6-9份；釔1-3份、鉻4-6份；硅1-2份；

采用熔煉法制備得到稀土記憶合金靶材 ；

（4）采用上述合金靶材，使用磁控濺射方法，在上述基材上形成薄膜狀的稀土記憶合金層：

抽真空至10^-4Pa以上，充入氮氣，然后再抽真空至10^-4Pa，調整工作電壓為500V，濺射占空比65-68%，開始進行濺射沉積，控制厚度為150-250μm得到薄膜狀的稀土記憶合金層；