CN101983806B - 一种钨基高比重合金薄板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钨基高比重合金薄板的制备方法，该方法采用钨粉、镍粉和铁粉为原料，合理控制镍、铁比例，并经过混料、制粒，压制出2mm～4mm厚的坯料，烧结制得板坯，然后轧制，其轧制过程中不需真空退火就可直接轧制到成品厚度尺寸的薄板材，对薄板材进行真空退火得到钨基高比重合金薄板。本发明的生产流程少，成品率高，适合批量生产钨基高比重合金薄板，生产的钨基高比重合金薄板可广泛应用于医疗、电子、核军工、化学冶金和机械加工等行业。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种钨基高比重合金薄板的制备方法。
背景技术
目前，在航空器件、辐射屏、射线挡板及化工方面需求大量的钨基高比重合金薄板，由于生产方法的限制，使得其制造成本较高。国内外生产技术一般分为粉冶轧制加液相烧结法、烧结坯料线切割法以及包套轧制厚板坯加反复真空热处理法。前两种方法生产的板材受规格的限制，且其中线切割法生产成本比较高；第三种方法是采用粉末冶金制坯加后续的热塑性加工生产板材，在轧制过程中由于材料本身特性易产生裂纹，采用包套轧制过程中成品率低、周期长、能耗高、成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种生产流程少，成品率高，适合批量生产的钨基高比重合金薄板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2.8μm～3.2μm的钨粉按比例称重后置于混料机中混合得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85％～97％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；
(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为40μm～80μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1％～2％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料组成：石蜡50％～70％，硬脂酸1％～2％，余量为微晶蜡；
(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm～4mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，升温至1490℃～1500℃后保温1h～3h，制得板坯；
(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700℃～900℃的条件下轧制成厚度为0.1mm～1.5mm的薄板材；
(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100℃～1200℃的条件下保温30min～60min，随炉冷却得到钨基高比重合金薄板。
上述步骤(1)中所述混合的制度为：钢球与需混合粉末的质量比为5∶1～2，滚筒转速为40r/min～60r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h。
上述步骤(3)中所述升温的速率为10℃/min。
上述步骤(4)中所述轧制的制度为：第一道次的加工率为10％～20％，随后每道次加工率为10％～15％，直至将板坯轧制到最终厚度为0.1mm～1.5mm的薄板材。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明的方法采用钨粉、镍粉和铁粉为原料，合理控制镍、铁比例，并经过特殊混料、制粒，压制出2mm～4mm厚的坯料，烧结制得板坯，然后轧制，其轧制过程中不需真空退火就可直接轧制到成品厚度尺寸。本发明的生产流程少，成品率高，适合批量生产钨基高比重合金薄板，生产的钨基高比重合金薄板可广泛应用于医疗、电子、核军工、化学冶金和机械加工等行业。本发明生产的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求，生产的厚度为1mm～1.5mm的钨基高比重合金薄板的拉伸强度为600MPa～900MPa，延伸率为1.5％～3％。
下面通过实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例1
(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2.8μm的钨粉按比例称重后混粉得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；所述混粉的制度为：采用钢球与原料粉末的质量比为5∶2，滚筒转速为40r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h；
(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为40μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料混合而成：石蜡50％，硬脂酸1％，余量为微晶蜡；
(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为4mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10℃/min的速率升温至1490℃后保温3h，制得板坯；
(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700℃的条件下轧制，轧制时第一道次的加工率为10％，随后每道次加工率为15％，直至将板坯轧制到最终厚度为1.5mm的薄板材；
(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1200℃的条件下保温60min退火，得到厚度为1.5mm的钨基高比重合金薄板。
本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求，薄板的拉伸强度为600MPa～900MPa，延伸率为1.5％～3％。
实施例2
(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为3.2μm的钨粉按比例称重后混粉得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为97％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；所述混粉的制度为：采用钢球与原料粉末的质量比为5∶1，滚筒转速为60r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h；
(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为80μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的2％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料混合而成：石蜡60％，硬脂酸1.5％，余量为微晶蜡；
(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10℃/min的速率升温至1500℃后保温1h，制得板坯；
(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为900℃的条件下轧制，轧制时第一道次的加工率为20％，随后每道次加工率为13％，直至将板坯轧制到最终厚度为0.1mm的薄板材；
(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100℃的条件下保温30min退火，得到厚度为0.1mm的钨基高比重合金薄板。
本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求。
实施例3
(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为3.0μm的钨粉按比例称重后混粉得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为91％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；所述混粉的制度为：采用钢球与原料粉末的质量比为5∶1.5，滚筒转速为50r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h；
(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为60μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1.5％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料混合而成：石蜡70％，硬脂酸2％，余量为微晶蜡；
(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为3mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10℃/min的速率升温至1495℃后保温2h，制得板坯；
(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为800℃的条件下轧制，轧制时第一道次的加工率为15％，随后每道次加工率为10％，直至将板坯轧制到最终厚度为0.8mm的薄板材；
(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1150℃的条件下保温45min退火，得到厚度为0.8mm的钨基高比重合金薄板。
本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求。
Claims (2)
1.一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2.8μm～3.2μm的钨粉按比例称重后置于混料机中混合得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85％～97％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；所述混合的制度为：钢球与需混合粉末的质量比为5∶1～2，滚筒转速为40r/min～60r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h；
(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为40μm～80μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1％～2％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料组成：石蜡50％～70％，硬脂酸1％～2％，余量为微晶蜡；
(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm～4mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，升温至1490℃～1500℃后保温1h～3h，制得板坯，所述升温的速率为10℃/min；
(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700℃～900℃的条件下轧制成厚度为0.1mm～1.5mm的薄板材；
(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100℃～1200℃的条件下保温30min～60min，随炉冷却得到钨基高比重合金薄板。
2.根据权利要求1所述的一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述轧制的制度为：第一道次的加工率为10％～20％，随后每道次加工率为10％～15％，直至将板坯轧制到最终厚度为0.1mm～1.5mm的薄板材。
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