[發明專利]一種含能鎢合金材料及制備方法

有效

• 申請號: 202210152874.3
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114657431B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 秦穎楠;王玲;姚惠龍;單東棟;熊寧;張保紅
• 申請（專利權）人: 安泰天龍鎢鉬科技有限公司;安泰科技股份有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04;B22F3/10;B22F3/15;B22F3/04;B22F3/24;B22F3/18
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;劉春成

本發明提供一種含能鎢合金材料及制備方法，所述含能鎢合金材料按照質量百分比包括以下組分：鎢80～95％，其他元素5～20％；其中，所述其他元素為錸、鉬、鈮、鉿、鈷、錳、鋯、鐿、鈰中的一種或幾種。本發明通過對合金組分進行優化設計從而得到一種含能鎢合金材料，能夠在傳統小口徑復合穿甲彈芯材料中進行應用，在打擊過程中具有理想的含能、易碎、二次毀傷的效果；本發明通過熱等靜壓處理及變形強化處理，使得制備得到的含能鎢合金材料兼顧含能特性的同時具有高強韌的穿甲能力。

技術領域

本發明屬于難熔金屬技術領域，具體涉及一種含能鎢合金材料及制備方法。

背景技術

鎢合金因具有強度高、硬度高、高延展性、加工性能好等優異特性廣泛應用在軍事工業和民用工業領域中。尤其在國防工事領域，常被作為穿甲彈芯材料應用在各種反坦克及制空導彈系統中。隨著科技的不斷發展進步，以及軍用工事裝備的不斷升級，現代戰爭對戰斗部的殺傷威力或毀傷效率提出了更高的要求。于是，材料需求逐漸從單一的動能需求轉化為功能性需求，不僅要求在戰斗過程中具有打擊目標的作用，同時要求材料具有毀傷目標人員、電子元器件、炸藥等多層毀傷效果。

傳統穿甲彈、破甲彈大多采用常規鎢合金作為穿甲主體材料，雖然有較好的穿透侵徹能力，但是穿甲后效小，很難形成爆炸毀傷的效果。近些年為了增加材料穿甲后效及多層毀傷效果，研究人員另辟新徑，陸續朝具有毀傷后效的材料研究方向發展。目前，“熱值”常被作為評價含能材料的重要指標之一，它可以表征材料在高溫高壓條件下釋放熱量的能力，理論上認為熱值越高的鎢合金制得的穿甲彈的穿甲后效、爆炸毀傷效果越好。純鎢的熱值約為4606J/g，而傳統高比重鎢合金中的添加元素(主要為Ni、Fe元素添加)對熱值提升有限。

因此，本專利圍繞成分和工藝的優化開展研究，以提高材料釋能熱值為切入點，發明了一種含能鎢合金材料，在滿足穿甲能力的同時，能夠增強破甲后效。進一步滿足新型戰斗部件對材料的需求，為后續此類材料的研發提供了參考。

發明內容

針對現有技術中存在的缺點，本發明的目的在于提供一種含能鎢合金材料及制備方法。本發明通過對合金組分進行優化設計從而得到一種含能鎢合金材料，能夠在傳統小口徑復合穿甲彈芯材料中進行應用，在打擊過程中具有理想的含能、易碎、二次毀傷的效果；本發明通過熱等靜壓處理及變形強化處理，使得制備得到的含能鎢合金材料兼顧含能特性的同時具有高強韌的穿甲能力。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供了一種含能鎢合金材料，采用如下的技術方案：

一種含能鎢合金材料，所述含能鎢合金材料按照質量百分比包括以下組分：鎢(W)80～95％(比如82％、85％、87％、90％、92％、94％)，其他元素5～20％(比如6％、8％、10％、13％、15％、18％)；

其中，所述其他元素為錸(Re)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、鈷(Co)、錳(Mn)、鋯(Zr)、鐿(Yb)、鈰(Ce)中的一種或幾種。

在上述含能鎢合金材料中，作為一種優選實施方式，所述含能鎢合金材料中，所述其他元素中還包括鎳(Ni)、鐵(Fe)中的一種或兩種。

本發明中的含能鎢合金材料中，鎢為合金基體相，在鎢合金材料中的質量百分比為80％～95％，提供了材料最主要的穿甲、打擊慣性等性能，本發明中若鎢的質量百分比超過95％，則會使得制得的含能鎢合金材料性能不穩，若鎢的質量百分比低于80％，則會使得制得的含能鎢合金材料密度達不到要求；在其他元素中，Re、Mo、Nb、Zr、Hf元素，與鎢同為難熔金屬元素，能夠提高鎢合金材料的屈服強度、提高熱值，在本發明中通常以WRe、WMo、WReNbZr、WNbZr、WZrHf等形式配合其他微量元素的調節存在；Ni、Fe、Co、Mn是目前高比重鎢合金中最常見的粘結相組成成分，這些元素的添加，保證了鎢合金強度、韌性等基本性能；本發明中Yb、Ce為鑭系金屬，作為微量元素添加，能夠提高鎢合金材料的含能特性。