[發明專利]一種高強韌活性鎢合金的相分布均勻性控制方法

有效

• 申請號: 202110717474.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113430439B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉金旭;劉天宇;劉興偉;幸麗娜;王凱華;司勝平;賀川;蔡奇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04;B22F1/00;B22F1/12;B22F3/04;B22F3/15
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種高強韌活性鎢合金的相分布均勻性控制方法，涉及粉末冶金技術領域。本發明以W、Ta/Nb/Ti(其中一種或多種)、Zr/Hf/ZrH₂/HfH₂(其中一種或多種)粉末為原料制備高強韌活性W合金，先采用濕混法將W和Ta/Nb/Ti(其中的一種或多種)充分混合均勻，避免燒結過程中發生某一相的大面積團聚。同時，W與Ta/Nb/Ti能夠形成固溶體，Ta/Nb/Ti與Zr能夠形成固溶體，在這種競爭機制作用下能夠降低W₂Zr的高溫穩定性，而W₂Zr在低溫下又難以滿足動力學條件，從而使脆性相W₂Zr的形核和長大受到抑制，最終得到的活性鎢合金具有超高強度和良好的塑性，使其具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，具體涉及一種高強韌活性鎢合金的相分布均勻性控制方法。

背景技術

活性W合金通常是指W和Zr/Hf等活性元素進行不同成分配比，得到的在一定外界條件下釋放能量的W合金。然而，W合金在混粉燒結過程中常因為單相團聚問題導致W合金在動態加載時過早的發生斷裂失效，同時由于活性元素Zr的加入使得活性W合金中不可避免的形成脆性相W₂Zr，導致合金塑性進一步下降，嚴重限制了活性W合金的實際應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強韌活性鎢合金的相分布均勻性控制方法，本發明提供的方法能夠使活性鎢合金具有高強度、高密度、組織均勻，良好的塑性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高強韌活性鎢合金的相分布均勻性控制方法，包括以下步驟：

將W粉和固溶金屬粉末進行濕混，除去所得液態料中的溶劑，得到非活性混合粉末；所述固溶金屬粉末包括Ta粉、Nb粉和Ti粉中的一種或幾種；

將所述非活性混合粉末和活性粉末進行干混，得到混合粉體；所述活性粉末包括Zr粉、Hf粉、ZrH₂粉和HfH₂粉中的一種或幾種；

將所述混合粉體進行冷等靜壓，得到生坯；

將所述生坯進行燒結，得到燒結坯；

將所述燒結坯進行熱等靜壓，得到高強韌活性鎢合金。

優選地，所述W粉的平均粒徑為3～25μm；所述固溶金屬粉末的平均粒徑為5～45μm；所述活性粉末的平均粒徑為5～40μm。

優選地，所述W粉和固溶金屬粉末的質量比為20～80:5～50。

優選地，所述非活性混合粉末和活性粉末的質量比為40～95:5～60。

優選地，所述冷等靜壓的壓力為150～400MPa，保壓時間為10～60min。

優選地，所述燒結為分步無壓燒結；所述燒結的程序包括：由室溫升溫至500℃保溫0.5～2h；由500℃升溫至800℃保溫1～5h；由800℃升溫至1300～1700℃保溫2～5h。

優選地，所述燒結在真空或保護性氣氛條件下進行。

優選地，所述熱等靜壓的壓力為100～200MPa，所述熱等靜壓的溫度為800～1400℃，保溫保壓時間為0.5～2h。

優選地，所述濕混采用的溶劑為酒精；所述濕混的方式包括球磨混合、V型混合、雙錐混合、三維混合或雙運動混合。

優選地，除去所述液態料中的溶劑的方法包括：將所述液態料進行抽濾，得到固態物質；將所得固態物質進行干燥。