CN103602937A - 一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法，其模具的凹模型腔通道是由具有相同横截面积的管道是以连续90°的转角进行设计，即模具型腔通道按等通道弯角挤压工艺路径Ba相交接而成，一次挤压工艺实现3次等通道弯角挤压剪切变形，本发明的特点是通过等通道弯角连续挤压的方法一次性获得改善高密度钨合金的性能，不但能够获得具有纤维状组织的高性能的高密度钨合金，还能改善其力学性能，提高强度和硬度，提高了材料利用率，节约了时间。连续等通道弯角挤压提高了挤压的工作效率，减轻了操纵工人的劳动强度，拓宽了等通道弯角挤压变形，改善了高密度钨合金的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高密度钨合金的制备方法，尤其是涉及一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法。
背景技术
高密度钨合金是以钨(钨的质量分数通常为80%-97%)为基体，添加少量的镍、铁、铜等合金元素用粉末冶金液相法烧结而成，高密度钨合金不仅密度大，而且强度高、硬度高、延性好、可焊性好。这些性能使其在军事和工业方面得到广泛的应用,如穿甲弹、惯性元件和平衡配重元件等。随着军用工业的日益强化，对高密度钨合金的性能也提出了更高的要求。对高密度钨合金进行剧烈塑性变形和锻造加工，并与热处理工艺相配合，可以获得具有纤维状组织的高性能的高密度钨合金。
剧烈塑性变形是制备超细晶材料的有效方法，该方法能够制备块状致密的材料，改变晶粒的尺寸和排列的方向，工艺简单，成本低廉，材料利用率高。传统的等通道弯角工艺是细化晶粒较为有效地剧烈塑性变形方法，能够通过多道次的挤压实现材料晶粒的细化，但不同道次之间需要人工操作，浪费了时间，降低了工作效率，如果将其设计成连续通道，一次挤压便可实现传统工艺多倍的效果，这样不但提高了工作效率，改善了材料性能，也降低了材料生产成本。
发明内容
本发明的目的是：针对上述存在的技术问题，提供一种能够获得高性能的高密度钨合金的新方法，这种方法通过一次工艺过程便可实现传统工艺3倍的效果，该方法不但能够获得具有纤维状组织的高性能的高密度钨合金，改善其力学性能，提高强度和硬度，又能提高了挤压的工作效率，节省了材料和时间。
为解决上述技术性问题，本发明的技术方案是：凹模模腔由具有相同横截面积的管道以90°按等通道弯角挤压工艺路径Ba相交接而成，一次工艺实现3次剪切变形，具体实施步骤是
1.利用线切割技术将材料切割成直径为10mm，长度为40mm的试样，并对试样进行完全退火；
2.将挤压件放入型腔之前，先对模具进行充分的润滑，放入挤压件后，将模具和挤压件同时预热到一定温度，挤压完成以后，对挤压件进行去应力退火；
3.由于凸模长度有限，当挤压件完全进入通道后，这时通过放入另一挤压件推进前个挤压件的运动，直至挤压件挤压完成；
4.挤压完成以后对挤压件进行去应力退火。
本发明的有益效果是：通过对高密度钨合金的连续挤压，可以将粗大晶粒细化，获得具有纤维状组织的高性能材料，提高了高密度钨合金的强度、硬度和延展性。连续等通道挤压变形可以提高挤压的工作效率，减轻了操纵工人的劳动强度，拓宽了等通道弯角挤压变形，提高了材料利用率，改善了高密度钨合金的综合性能。
附图说明
图1为一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具装配图；
图2 为凹模剖视图；
图3为双层预应力组合凹模结构。
上述图中的标记为：
图1一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具装配图的1.下模板 2.导柱 3.内六角螺钉 4.导套 5.上模板 6.凸模固定板7.定位圆柱销8.凸模9.凸模垫板 10.内六角螺钉 11.凹模压板 12.第二层凹模压套 13.第一层凹模压套 14.凹模 15.凹模垫块。
具体实施方式
从图1所示本发明的模具装配图、图2的凹模剖视图、图3的预应力组合凹模结构中挤压通道设计细节技巧可以看出，本发明主要有1.下模板 2.导柱 3.内六角螺钉 4.导套 5.上模板 6.凸模固定板7.定位圆柱销8.凸模9.凸模垫板 10.内六角螺钉 11.凹模压板 12.第二层凹模压套 13.第一层凹模压套 14.凹模 15.凹模垫块等组成。在挤压过程中将挤压实验所用材料首先通过线切割下料，然后通过切削方法加工成直径10mm，长度为40mm的试样，挤压前先进行退火处理，然后放入连续等通道弯角挤压模具，由于凸模长度有限，当挤压件完全进入通道后，这时通过放入另一挤压件推进前个挤压件的运动，直至挤压件挤压完成。 本发明的模具设计不同于常规等通道弯角挤压的模具，在挤压件完成一次挤压行程后，相当于挤压件进行了3次剪切变形，一道次挤压完成以后，可以对试样进行重复挤压，直至试样性能达到试验要求。由于采用预应力组合凹模结构，模具寿命得到提高，提高了实验的成功率和挤压效率。挤压完成以后，要对挤压件进行去应力退火。
本发明所采用的凹模连续通道结构，均可采用现有技术，本发明并不局限于上述所列举的具体实施形式，凡本领域技术人员不经过创造性劳动所能得到的改进，均属于本发明的保护范围内。
本发明所需设备为机械压力机或液压机。
Claims (5)
1. 一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法，其实施步骤如下：
(a) 利用线切割技术将材料切割成直径为10mm，长度为40mm的试样，并对试样进行完全退火；
(b)将挤压件放入型腔之前，先对模具进行充分的润滑，放入挤压件后，将模具和挤压件同时预热到一定温度，挤压完成以后，对挤压件进行去应力退火；
(c)由于凸模长度有限，当挤压件完全进入通道后，这时通过放入另一挤压件推进前个挤压件的运动，直至挤压件挤压完成；
(d)挤压完成以后对挤压进行去应力退火。
2. 根据权利要求1所述一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具,模具结构包括如下部件：下模板，导柱，内六角螺钉，导套，上模板，凸模固定板，，定位圆柱销，凸模垫板，内六角螺钉，凸模，凹模压板，第二层凹模压套，第一层凹模压套，凹模、垫块和凹模垫板，其特征是：
(a)该模具采用双层预应力组合凹模结构，采用过盈配合的预应力结构能够大幅 幅度提高模具强度；
(b)在凹模的外面设置加热装置，以便对模具和挤压件进行预热；
(c)完成一次挤压行程后，挤压件经历了3次剪切变形。
3.根据权利要求2所述的一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具，其特征是: 模具凹模的型腔结构由横截面积相同的管道以90°、按等通道弯角挤压工艺路径Ba相交接而成。
4.根据权利要求2所述的一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具，其特征是:为了避免挤压件毛刺较大的现象，预应力套圈与凹模采用钟形过盈配合，随着挤压力的增加能有效增加模具的过盈量，提高预应力，提高模具寿命。
5.根据权利要求2所述的一种高性能的高密度钨合金材料制备的新方法的模具，其特征是：由于凸模长度有限，当挤压件完全进入通道后，这时需要通过放入另一挤压件推进前个挤压件的运动，直至挤压件挤压完成。
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