一種鎢合金屏蔽板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鎢合金屏蔽板，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鎢粉140?200份、鎳粉10?70份、銅粉50?120份、釤粉20?80份、釹粉2?8份、銀粉10?16份、氧化釔2?8份、鉬絲10?16份、錸絲10?16份和氧化錫3?9份，該鎢合金屏蔽板具有優(yōu)秀的防輻射效果。
【專利說明】
一種鎢合金屏蔽板及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種鎢合金屏蔽板及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鎢最早用于制作白熾燈絲。1909年美國庫利吉采用鎢粉壓制、重熔、旋鍛、拉絲工 藝制成鎢絲，從此鎢絲生產得到迅速發(fā)展。1913年蘭米爾和羅杰斯發(fā)現(xiàn)鎢釷絲發(fā)射電子性 能優(yōu)于純鎢絲后，開始使用鎢釷絲，至今仍然廣泛使用。1922年研制出具有優(yōu)良的抗下垂性 能的鎢絲，這是鎢絲研究中的重大進展。不下垂鎢絲是廣泛使用的優(yōu)異燈絲和陰極材料。50 ~60年代，對鎢基合金進行了廣泛的探索研究，希望發(fā)展能在1930~2760 °C工作的鎢合金，以 供制作航天工業(yè)使用的耐高溫部件。其中以鎢錸系合金的研究較多。對鎢的熔煉和加工成 形技術也開展了研究，采用自耗電弧和電子束熔煉獲得鎢錠，并經擠壓和塑性加工制成某 些制品；但熔煉鑄錠的晶粒粗大，塑性差，加工困難，成材率低，因而熔煉-塑性加工工藝未 能成為主要生產手段。除化學氣相沉積和等離子噴涂能生產極少的產品外，粉末冶金仍是 制造鎢制品的主要手段。
[0003] 鎢合金是以鎢為基加入其他元素組成的合金。在金屬中，鎢的熔點最高，高溫強度 和抗蠕變性能以及導熱、導電和電子發(fā)射性能都好，比重大，除大量用于制造硬質合金和作 合金添加劑外，鎢及其合金廣泛用于電子、電光源工業(yè)，也在航天、鑄造、武器等部門中用于 制作火箭噴管、壓鑄模具、穿甲彈芯、觸點、發(fā)熱體和隔熱屏等。
[0004] 但是目前的鎢合金屏蔽性能差，難以滿足市場上的需求。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有優(yōu)秀的防輻射效果的鎢合金屏蔽板及 其制備方法。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案： 一種鎢合金屏蔽板及其制備方法，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉140-200份、鎳 粉10-70份、銅粉50-120份、釤粉20-80份、欽粉2-8份、銀粉10-16份、氧化紀2-8份、鉬絲ΙΟ-? 6份 、錸絲 10-16份和氧化錫 3_9份。
[0007] 進一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉150-190份、鎳粉20-60份、銅粉60-110份、釤粉30-70份、釹粉3-7份、銀粉11-15份、氧化釔3-7份、鉬絲11-15份、錸絲11-15份和 氧化錫4_8份。
[0008] 進一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉160-180份、鎳粉30-50份、銅粉70-100份、釤粉40-60份、釹粉4-6份、銀粉12-14份、氧化釔4-6份、鉬絲12-14份、錸絲12-14份和 氧化錫5_7份。
[0009]進一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料:媽粉170份、鎳粉40份、銅粉80份、釤粉 50份、釹粉5份、銀粉13份、氧化釔5份、鉬絲13份、錸絲13份和氧化錫6份。
[0010]本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供一種鎢合金屏蔽板的制備方法，包括以下步 驟： 1) 將鎢粉140-200份、鎳粉10-70份、銅粉50-120份、釤粉20-80份、釹粉2-8份、銀粉10-16份、氧化釔2-8份和氧化錫3-9份一起倒入到容器中，然后置于真空加熱爐中進行干燥處 理，干燥溫度為70-90 °C，真空度為5-7Pa，干燥時間9-1 lmin，制得干燥粉末，備用； 2) 將步驟1)制得的干燥粉末倒入到球磨混料機中進行混料處理，制得混合粉末，備用； 3) 將鉬絲10-16份編織成網狀，制得鉬絲網，備用； 4) 將錸絲10-16份編織成網狀，制得錸絲網，備用； 5) 將步驟2)制得的混合粉末均等分成A份、B份和C份，備用； 6) 將步驟5)中的A份混合粉末倒入到壓模內，碾平，再鋪上步驟3)制得的鉬絲網，接著 將步驟5)中的B份混合粉末倒入到壓模內，碾平后鋪上步驟4)制得的錸絲網，最后倒入步驟 5)中的C份混合粉末，碾平，進行壓制成形處理，脫模，制得生坯，備用； 7) 將步驟6)制得的生坯置于燒結爐內進行加壓燒結處理，冷卻，制得燒結體，備用； 8) 將步驟7)制得的燒結體置于10-30Pa的真空爐中進行真空熱處理;然后將經真空熱 處理的燒結體在氬氣保護的加熱爐中進行保溫，隨即進行水淬，此真空熱處理一保溫一水 淬的過程即為一次循環(huán)熱處理，共進行四次循環(huán)熱處理，即得屏蔽板 作為優(yōu)選，所述步驟2)中的混料處理的轉速為1400-1600r/min，持續(xù)時間為15-18h。 [0011]作為優(yōu)選，所述步驟7)中的燒結爐為放電等離子燒結爐。
[0012] 作為優(yōu)選，所述步驟7)中的加壓燒結處理的施壓壓強為150_170MPa，施壓時間為 40-60分鐘，所述加壓燒結處理的加熱溫度為1470-1550°C，加熱時間為40-60min。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟8)中的真空熱處理的加熱溫度為800-900°C，加熱時間為40-60min，所述步驟8)中的保溫溫度為800-900°C，保溫時間為15-30min。
[0014] 以下是鎢合金屏蔽板的原料的作用或優(yōu)點： 鎢粉:熔點極高，硬度很大，有較好的γ射線的吸收性能，廣泛用于當代通訊技術、電子 計算機、宇航開發(fā)、醫(yī)藥衛(wèi)生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等。
[0015] 鎳粉:具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性，鎳近似銀白色、硬而有延展性 并具有鐵磁性的金屬元素，主要用于屏蔽電磁干涉及射頻干涉。
[0016] 銅粉:延展性好，導熱性和導電性高，廣泛應用于粉末冶金、電碳制品、電子材料、 金屬涂料、化學觸媒、過濾器、散熱管等機電零件和電子航空領域。
[0017]釤粉:用作中子吸收劑。
[0018] 釹粉:有順磁性，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性。
[0019] 銀粉:性柔軟，延展性僅次于金，是熱和電的優(yōu)良導體。
[0020] 氧化釔:作磁泡材料，且燒結時添加氧化釔可有效降低鎢合金的晶粒度。
[0021 ]鉬絲:膨脹系數(shù)小，導電率大，導熱性能好。
[0022]錸絲:具有高抗熱蝕和高溫導電能力。
[0023]氧化錫:且具有特定的導電性和反射紅外線輻射的特性。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:通過添加有稀土元素釤，具有良好的中子吸收性能，而鎢又 具有良好的γ射線的吸收性能，導電性是抗輻射的基礎原理，銀和銅具有良好的導電性，而 且板材內部設置有一體成型的鉬絲網和錸絲網，在成型過程中由于鉬絲網和錸絲網的熔點 較高，導電性能較好，鉬絲網和錸絲網不會熔化，在板材內部依然為網狀的結構，而網狀的 結構與分散的結構相比導電性能更加好，從而可以起到優(yōu)秀的防輻射效果。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1: 一種鎢合金屏蔽板，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉140份、鎳粉10份、銅粉50份、 釤粉20份、釹粉2份、銀粉10份、氧化釔2份、鉬絲10份、錸絲10份和氧化錫3份。
[0026] -種鎢合金屏蔽板的制備方法包括以下步驟： 1) 將媽粉140份、鎳粉10份、銅粉50份、釤粉20份、釹粉2份、銀粉10份、氧化紀2份和氧化 錫3份一起倒入到容器中，然后置于真空加熱爐中進行干燥處理，干燥溫度為70°C，真空度 為5Pa，干燥時間9min，制得干燥粉末，備用； 2) 將步驟1)制得的干燥粉末倒入到球磨混料機中進行混料處理，混料處理的轉速為 1400r/m i η，持續(xù)時間為15h，制得混合粉末，備用； 3) 將鉬絲10份編織成網狀，制得鉬絲網，備用； 4) 將錸絲10份編織成網狀，制得錸絲網，備用； 5) 將步驟2)制得的混合粉末均等分成A份、B份和C份，備用； 6) 將步驟5)中的A份混合粉末倒入到壓模內，碾平，再鋪上步驟3)制得的鉬絲網，接著 將步驟5)中的B份混合粉末倒入到壓模內，碾平后鋪上步驟4)制得的錸絲網，最后倒入步驟 5)中的C份混合粉末，碾平，進行壓制成形處理，脫模，制得生坯，備用； 7 )將步驟6 )制得的生坯置于放電等離子燒結爐內進行加壓燒結處理，加壓燒結處理的 施壓壓強為150MPa，施壓時間為40分鐘，所述加壓燒結處理的加熱溫度為1470Γ，加熱時間 為40min，冷卻，制得燒結體，備用； 8)將步驟7)制得的燒結體置于10Pa的真空爐中進行真空熱處理，加熱溫度為800°C， 加熱時間為40min;然后將經真空熱處理的燒結體在氬氣保護的加熱爐中進行保溫，保溫溫 度為800°C，保溫時間為15min，隨即進行水淬，此真空熱處理一保溫一水淬的過程即為一次 循環(huán)熱處理，共進行四次循環(huán)熱處理，即得屏蔽板。
[0027] 實施例2: 一種鎢合金屏蔽板，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉200份、鎳粉70份、銅粉120份、 釤粉80份、釹粉8份、銀粉16份、氧化釔8份、鉬絲16份、錸絲16份和氧化錫9份。
[0028] -種鎢合金屏蔽板的制備方法，包括以下步驟： 1) 將媽粉200份、鎳粉70份、銅粉120份、釤粉80份、釹粉8份、銀粉16份、氧化紀8份和氧 化錫9份一起倒入到容器中，然后置于真空加熱爐中進行干燥處理，干燥溫度為90°C，真空 度為7Pa，干燥時間1 lmin，制得干燥粉末，備用； 2) 將步驟1)制得的干燥粉末倒入到球磨混料機中進行混料處理，混料處理的轉速為 1600r/m i η，持續(xù)時間為18h，制得混合粉末，備用； 3) 將鉬絲16份編織成網狀，制得鉬絲網，備用； 4) 將錸絲16份編織成網狀，制得錸絲網，備用； 5) 將步驟2)制得的混合粉末均等分成A份、B份和C份，備用； 6) 將步驟5)中的A份混合粉末倒入到壓模內，碾平，再鋪上步驟3)制得的鉬絲網，接著 將步驟5)中的B份混合粉末倒入到壓模內，碾平后鋪上步驟4)制得的錸絲網，最后倒入步驟 5)中的C份混合粉末，碾平，進行壓制成形處理，脫模，制得生坯，備用； 7 )將步驟6 )制得的生坯置于放電等離子燒結爐內進行加壓燒結處理，加壓燒結處理的 施壓壓強為170MPa，施壓時間為60分鐘，所述加壓燒結處理的加熱溫度為1550 °C，加熱時間 為60min，冷卻，制得燒結體，備用； 8)將步驟7)制得的燒結體置于30Pa的真空爐中進行真空熱處理，加熱溫度為900°C， 加熱時間為60min;然后將經真空熱處理的燒結體在氬氣保護的加熱爐中進行保溫，保溫溫 度為900°C，保溫時間為30min，隨即進行水淬，此真空熱處理一保溫一水淬的過程即為一次 循環(huán)熱處理，共進行四次循環(huán)熱處理，即得屏蔽板。
[0029] 實施例3: 一種鎢合金屏蔽板，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉170份、鎳粉40份、銅粉80份、 釤粉50份、釹粉5份、銀粉13份、氧化釔5份、鉬絲13份、錸絲13份和氧化錫6份。
[0030] -種鎢合金屏蔽板的制備方法，包括以下步驟： 1) 將媽粉170份、鎳粉40份、銅粉80份、釤粉50份、釹粉5份、銀粉13份、氧化紀5份和氧化 錫6份一起倒入到容器中，然后置于真空加熱爐中進行干燥處理，干燥溫度為80°C，真空度 為6Pa，干燥時間lOmin，制得干燥粉末，備用； 2) 將步驟1)制得的干燥粉末倒入到球磨混料機中進行混料處理，混料處理的轉速為 1500r/min，持續(xù)時間為17h，制得混合粉末，備用； 3) 將鉬絲13份編織成網狀，制得鉬絲網，備用； 4) 將錸絲13份編織成網狀，制得錸絲網，備用； 5) 將步驟2)制得的混合粉末均等分成A份、B份和C份，備用； 6) 將步驟5)中的A份混合粉末倒入到壓模內，碾平，再鋪上步驟3)制得的鉬絲網，接著 將步驟5)中的B份混合粉末倒入到壓模內，碾平后鋪上步驟4)制得的錸絲網，最后倒入步驟 5)中的C份混合粉末，碾平，進行壓制成形處理，脫模，制得生坯，備用； 7 )將步驟6 )制得的生坯置于放電等離子燒結爐內進行加壓燒結處理，加壓燒結處理的 施壓壓強為160MPa，施壓時間為50分鐘，所述加壓燒結處理的加熱溫度為1500 °C，加熱時間 為50min，冷卻，制得燒結體，備用； 8)將步驟7)制得的燒結體置于20Pa的真空爐中進行真空熱處理，加熱溫度為850°C， 加熱時間為50min;然后將經真空熱處理的燒結體在氬氣保護的加熱爐中進行保溫，保溫溫 度為850°C，保溫時間為24min，隨即進行水淬，此真空熱處理一保溫一水淬的過程即為一次 循環(huán)熱處理，共進行四次循環(huán)熱處理，即得屏蔽板。
[0031] 實驗例： 將實施例1中制得的鎢合金屏蔽板作為實驗組一，將實施例2中制得的鎢合金屏蔽板作 為實驗組二，將實施例3中制得的鎢合金屏蔽板作為實驗組三，現(xiàn)有的普通鎢合金板作為對 照組一，現(xiàn)有的屏蔽板作為對照組二，上述板材厚度相同，并將上述板材分別制作成盒子， 然后將輻射源放置于盒子內，密封，然后使用輻射儀、中子檢測儀和手持式電磁輻射檢測儀 分別進行檢測，具體結果如下表所示：
通過對5組實驗進行檢測，本發(fā)明的鎢合金屏蔽板與現(xiàn)有的普通鎢合金板和屏蔽板相 比防輻射效果好。
[0032] 本發(fā)明的有益效果是:通過添加有稀土元素釤，具有良好的中子吸收性能，而鎢又 具有良好的γ射線的吸收性能，導電性是抗輻射的基礎原理，銀和銅具有良好的導電性，而 且板材內部設置有一體成型的鉬絲網和錸絲網，在成型過程中由于鉬絲網和錸絲網的熔點 較高，導電性能較好，鉬絲網和錸絲網不會熔化，在板材內部依然為網狀的結構，而網狀的 結構與分散的結構相比導電性能更加好，從而可以起到優(yōu)秀的防輻射效果。
[0033] 典型案例： 周某，在國內成立了一間生產核磁室專用屏蔽門的工廠，而且周某在國內某商家手上 購買了一批屏蔽板，并用該屏蔽板生產出一批屏蔽門，但是經過周某的檢測，發(fā)現(xiàn)生產出來 的屏蔽門的屏蔽效果一般，難以滿足核磁室專用屏蔽門的屏蔽需求，于是周某便到國外引 進了一批屏蔽板，但是這批屏蔽板生產出來的屏蔽門雖然勉強通過了核磁室專用屏蔽門的 要求，但是依然無法在市場上獲得優(yōu)勢，但是周某試用了本發(fā)明的鎢合金屏蔽板后發(fā)現(xiàn)防 輻射效果優(yōu)秀，生產出來的屏蔽門可以在市場上獲得較大的優(yōu)勢。
[0034] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種鎢合金屏蔽板，其特征在于，包括以下重量份數(shù)配比的原料:鎢粉140-200份、鎳 粉10-70份、銅粉50-120份、釤粉20-80份、欽粉2-8份、銀粉10-16份、氧化紀2-8份、鉬絲ΙΟ-? 6份 、錸絲 1〇-16份和氧化錫 3_9份。2. 如權利要求1所述的一種鎢合金屏蔽板，其特征在于，包括以下重量份數(shù)配比的原 料:媽粉150-190份、銀粉20-60份、銅粉60_110份、衫粉30-70份、欽粉3_7份、銀粉11-15份、 氧化釔3-7份、鉬絲11 -15份、錸絲11 -15份和氧化錫4-8份。3. 如權利要求1所述的一種鎢合金屏蔽板，其特征在于，包括以下重量份數(shù)配比的原 料:媽粉160-180份、銀粉30-50份、銅粉70_1 OO份、衫粉40-60份、欽粉4_6份、銀粉12-14份、 氧化釔4-6份、鉬絲12-14份、錸絲12-14份和氧化錫5-7份。4. 如權利要求1所述的一種鎢合金屏蔽板，其特征在于，包括以下重量份數(shù)配比的原 料:媽粉170份、鎳粉40份、銅粉80份、釤粉50份、釹粉5份、銀粉13份、氧化紀5份、鉬絲13份、 錸絲13份和氧化錫6份。5. -種鎢合金屏蔽板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將鎢粉140-200份、鎳粉10-70份、銅粉50-120份、釤粉20-80份、釹粉2-8份、銀粉10-16份、氧化釔2-8份和氧化錫3-9份一起倒入到容器中，然后置于真空加熱爐中進行干燥處 理，干燥溫度為70-90 °C，真空度為5-7Pa，干燥時間9-1 Imin，制得干燥粉末，備用； 2) 將步驟1)制得的干燥粉末倒入到球磨混料機中進行混料處理，制得混合粉末，備用； 3) 將鉬絲10-16份編織成網狀，制得鉬絲網，備用； 4) 將錸絲10-16份編織成網狀，制得錸絲網，備用； 5) 將步驟2)制得的混合粉末均等分成A份、B份和C份，備用； 6) 將步驟5)中的A份混合粉末倒入到壓模內，碾平，再鋪上步驟3)制得的鉬絲網，接著 將步驟5)中的B份混合粉末倒入到壓模內，碾平后鋪上步驟4)制得的錸絲網，最后倒入步驟 5)中的C份混合粉末，碾平，進行壓制成形處理，脫模，制得生坯，備用； 7) 將步驟6)制得的生坯置于燒結爐內進行加壓燒結處理，冷卻，制得燒結體，備用； 8) 將步驟7)制得的燒結體置于10-30Pa的真空爐中進行真空熱處理;然后將經真空熱 處理的燒結體在氬氣保護的加熱爐中進行保溫，隨即進行水淬，此真空熱處理一保溫一水 淬的過程即為一次循環(huán)熱處理，共進行四次循環(huán)熱處理，即得屏蔽板。6. 如權利要求5所述的一種鎢合金屏蔽板的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中的混 料處理的轉速為1400-1600r/min，持續(xù)時間為15-18h。7. 如權利要求6所述的一種鎢合金屏蔽板的制備方法，其特征在于:所述步驟7)中的燒 結爐為放電等離子燒結爐。8. 如權利要求7所述的一種鎢合金屏蔽板的制備方法，其特征在于:所述步驟7)中的加 壓燒結處理的施壓壓強為150-170MPa，施壓時間為40-60分鐘，所述加壓燒結處理的加熱溫 度為1470-1550°C，加熱時間為40-60min。9. 如權利要求8所述的一種鎢合金屏蔽板的制備方法，其特征在于:所述步驟8)中的真 空熱處理的加熱溫度為800-900°C，加熱時間為40-60min，所述步驟8)中的保溫溫度為800-900°C，保溫時間為15-30min。
【文檔編號】C22C47/14GK105908104SQ201610305582
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】溫浩月
【申請人】廣州市華司特合金制品有限公司