專利名稱：一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粉末冶金技術領域，尤其是涉及一種提高高密度鎢合金力 學性能的錫合金生產(chǎn)工藝。
背景技術：
高密度鎢合金是一類以鎢為基(鎢的質量分數(shù)即鎢含量通常為80%~ 97%),并添加有Ni、 Fe、 Co、 Cu、 Mo、 Cr等元素而組成的合金，其密度高 達16. 5~19. 0g/cm3,而被人們通稱為高密度錫合金、高比重錫合金、重 合金?，F(xiàn)有高比重鎢合金(或稱高密度鎢合金)的生產(chǎn)工藝流程為混料、 冷等靜壓成型、燒結和真空退火，但釆用上述工藝所生產(chǎn)的錫合金均存在 沖擊韌性較差且硬度值不高的缺陷。以含錫量95%的95WNiFe合金及含錫 量97%的97WNiFe合金為例，95WNiFe合金的沖擊軔性為<0. 27MJ/m2且其 洛式硬度值《25HRC, 97WniFe合金的沖擊韌性為< 0. 10MJ/m2且其洛式硬 度值《28HRC。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一 種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝步驟簡單、 實施操作簡便且所生產(chǎn)的高密度錫合金質量好，能有效改善高密度錫合金 的力學性能。
為解決上述技術問題，本發(fā)明釆用的技術方案是 一種提高高密度錫合 金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟
步驟一、混料根據(jù)最終需制備高密度錫合金的成分要求，將預先備 好的需進行混合的多種金屬粉末同時放入傾斜混料機內進行6~8小時充分均勻混合，獲得經(jīng)充分混合后的混合粉；所述傾斜混料機的傾斜角度為
9~ 13°且轉速為20 ~ 34rpm;
步驟二、冷等靜壓成型釆用常規(guī)冷等靜壓成型工藝，對經(jīng)充分混合 后得到的混合粉進行壓強為120~170Mpa的冷等靜壓壓制且壓制時間為 1 6min,制得粉末壓坯；
步驟三、燒結將制得的粉末壓坯置于高溫燒結爐中且在氨分解氣或 氫氣的保護下進行燒結，制得成分均勻的錫合金燒結坯，其燒結溫度為 1400 ~ 1600°C,燒結保溫時間為30 - 90min,所述氨分解氣或氫氣的流速 為1 ~ 4mVh;
步驟四、淬火將制得的錫合金燒結坯置于高溫淬火爐內進行淬火處 理且分兩個階段連續(xù)進行，其中第一階段的淬火溫度為1100 150(TC且保 溫時間為10 50min,第二階段的淬火溫度為25 ~ 80°C且保溫時間為30 ~ 40min;
步驟五、真空退火將經(jīng)淬火處理后的鎢合金燒結坯放入高溫真空爐 內進行真空退火，所述高溫真空爐的真空度不小于10—屮a，退火溫度為 1100~ 130(TC且退火時間為l~4h,則完成高密度鎢合金的整個生產(chǎn)工藝 過程。
上述步驟三中所述的高溫燒結爐為馬弗爐。 上述步驟四中所述的高溫淬火爐為馬弗爐。 上述步驟二中所述壓制時間的最佳時間為2min。 上述步驟五中所述退火時間的的最佳時間為2h。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點
1、 生產(chǎn)工藝步驟簡單且實施操作簡便，釆用現(xiàn)有的粉末冶金技術領 域中的常規(guī)設備即可完成整個高密度錫合金的生產(chǎn)工藝。
2、 本生產(chǎn)工藝的工藝狀態(tài)穩(wěn)定，且所生產(chǎn)的高密度鎢合金性能穩(wěn)定。
3、 所生產(chǎn)的高密度鎢合金質量好，能大幅改善高密度錫合金的力學 性能，主要是能提高高密度鎢合金的沖擊軔性值及硬度值，具體是在現(xiàn)有
5高密度鎢合金的生產(chǎn)工藝中增加了淬火工藝，使得經(jīng)高溫燒結后的高密度 鎢合金燒結坯在急冷過程中，其材料的內部結構發(fā)生相變增軔，部分熔解 在粘結相中的鎢在急冷情況下來不及析出，起到了固熔強化的作用，因而
能大幅度提高了鎢合金的沖擊韌性及硬度值。以含錫量95%的95WNiFe合 金及含鎢量97%的97WNiFe合金為例，95WNiFe合金的沖擊韌性為> 0. 40 MJ/m2(釆用本發(fā)明所生產(chǎn)的95WNiFe合金沖擊軔性值一般均> 0. 60 MJ/m2) 且其洛式硬度值25 ~ 2纖C， 97WniFe合金的沖擊韌性為> 0. 10MJ/W且其 洛式硬度值為28~ 33HRC。
綜上所述，本生產(chǎn)工藝步驟簡單、實施操作簡便且所生產(chǎn)的高密度錫 合金質量好，能有效改善高密度鵠合金的力學性能。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例1
如圖1所示，本發(fā)明所述的提高高密度鎢合金力學性能的錫合金生產(chǎn) 工藝，包括以下步驟
步驟一、混料根據(jù)最終需制備高密度鎢合金的成分要求，具體是 95WniFe鎢合金的成分要求，將預先備好的需進行混合即制備95WniFe鵠 合金棒所需用的多種金屬粉末，同時放入傾斜混料機內進行6~8小時充 分均勻混合，獲得經(jīng)充分混合后的混合粉。所述傾斜混料機的傾斜角度為 9~13°且轉速為20 34rpm。實際加工制作過程中，根據(jù)具體需要，相應 對傾斜混料機的傾斜角度和轉速進行調整。
步驟二、冷等靜壓成型釆用常規(guī)冷等靜壓成型工藝，對經(jīng)充分混合 后得到的混合粉進行壓強為120~170Mpa的冷等靜壓壓制且壓制時間為1 6min，制得粉末壓坯。
本步驟中，所述壓制時間的最佳時間為2min,即保壓2min后即可獲 得高密度鎢合金粉末壓坯，實際加工制作過程中，根據(jù)具體需要，相應對 冷等靜壓壓制的壓強和保壓時間進行調整。
步驟三、燒結將制得的粉末壓坯置于高溫燒結爐中且在氨分解氣或 氫氣的保護下進行燒結，制得成分均勻的鎢合金燒結坯，其燒結溫度為 1400 ~ 160(TC,燒結保溫時間為30~90min，所述氨分解氣或氫氣的流速 為1 ~ 4mVh。
本步驟中，具體釆用馬弗爐進行高溫燒結，高溫燒結過程中，對應馬 弗爐的推舟速度為5-10mm/min,實際加工制作過程中，根據(jù)具體需要， 相應對燒結溫度和燒結保溫時間進行調整。
步驟四、淬火將制得的錫合金燒結坯置于高溫淬火爐內進行淬火處 理且分兩個階段連續(xù)進行，其中第一階段的淬火溫度為1100 150(TC且保 溫時間為10 50min,第二階段的淬火溫度為25 ~ 80。C且保溫時間為30~ 40min。本步驟中，具體釆用馬弗爐進行高溫淬火，且相應分前后兩個階 段進行階段性淬火處理，實際加工制作過程中，根據(jù)具體需要，相應分別 兩個階段的淬火溫度和保溫時間進行調整。
步驟五、真空退火將經(jīng)淬火處理后的鵠合金燒結坯放入高溫真空爐 內進行真空退火，所述高溫真空爐的真空度不小于10—屮a，退火溫度為 1100 - 1300。C且退火時間為l~4h,則完成高密度鎢合金的整個生產(chǎn)工藝 過程，制得95WniFe錫合金棒。
本步驟中，所述退火時間的的最佳時間為2h,即在真空退火時，將退 火時間調整至2h,實際加工制作過程中，根據(jù)具體需要，相應對退火溫度 和退火時間進行調整。
經(jīng)試驗測定，所生產(chǎn)的95WniFe錫合金棒的沖擊軔性值為0. 70MJ/m2， 且其洛式硬度值27HRC。
實施例2本實施例中，與實施例1不同的是最終需制備的高密度錫合金為
97WniFe錫合金棒，因而在步驟一中進行混料時，則按照97WniFe鎢合金 的成分要求進行配料，其余工藝步驟均與實施例相同。
經(jīng)試驗測定，所生產(chǎn)的95WniFe鎢合金棒的沖擊韌性為0. 12MJ/m2| 其洛式硬度值為32HRC。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是 根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構 變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟步驟一、混料根據(jù)最終需制備高密度鎢合金的成分要求，將預先備好的需進行混合的多種金屬粉末同時放入傾斜混料機內進行6～8小時充分均勻混合，獲得經(jīng)充分混合后的混合粉；所述傾斜混料機的傾斜角度為9～13°且轉速為20～34rpm；步驟二、冷等靜壓成型采用常規(guī)冷等靜壓成型工藝，對經(jīng)充分混合后得到的混合粉進行壓強為120～170Mpa的冷等靜壓壓制且壓制時間為1～6min，制得粉末壓坯；步驟三、燒結將制得的粉末壓坯置于高溫燒結爐中且在氨分解氣或氫氣的保護下進行燒結，制得成分均勻的鎢合金燒結坯，其燒結溫度為1400～1600℃，燒結保溫時間為30～90min，所述氨分解氣或氫氣的流速為1～4m3/h；步驟四、淬火將制得的鎢合金燒結坯置于高溫淬火爐內進行淬火處理且分兩個階段連續(xù)進行，其中第一階段的淬火溫度為1100～1500℃且保溫時間為10～50min，第二階段的淬火溫度為25～80℃且保溫時間為30～40min；步驟五、真空退火將經(jīng)淬火處理后的鎢合金燒結坯放入高溫真空爐內進行真空退火，所述高溫真空爐的真空度不小于10-1Pa，退火溫度為1100～1300℃且退火時間為1～4h，則完成高密度鎢合金的整個生產(chǎn)工藝過程。
2. 按照權利要求1所述的一種提高高密度鎢合金力學性能的鴒合金生 產(chǎn)工藝，其特征在于步驟三中所述的高溫燒結爐為馬弗爐。
3. 按照權利要求1或2所述的一種提高高密度鎢合金力學性能的錫合金生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟四中所述的高溫淬火爐為馬弗爐。
4. 按照權利要求l或2所述的一種提高高密度錫合金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟二中所述壓制時間的最佳時間為2min。
5.按照權利要求1或2所述的一種提高高密度鵠合金力學性能的錫合 金生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟五中所述退火時間的的最佳時間為2h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高高密度鎢合金力學性能的鎢合金生產(chǎn)工藝，包括以下步驟一、采用傾斜混料機進行混料；二、冷等靜壓成型；三、燒結；四、分兩個階段進行淬火，其中第一階段的淬火溫度為1100～1500℃且保溫時間為10～50min，第二階段的淬火溫度為25～80℃且保溫時間為30～40min；五、真空退火。本生產(chǎn)工藝步驟簡單、實施操作簡便且所生產(chǎn)的高密度鎢合金質量好，能有效改善高密度鎢合金的力學性能，主要是能提高高密度鎢合金的沖擊韌性值及硬度值。
文檔編號C22C27/00GK101575678SQ20091002294
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月15日 優(yōu)先權日2009年6月15日
發(fā)明者劉曉丹, 軍 鄭, 萍 陳 申請人:西安華山鎢制品有限公司