CN103978218B - 一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法 - Google Patents
一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，步骤如下：将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行压制，将钨镍铁合金粉末轧制成0.5到1.8毫米厚度且密度均匀的钨镍铁合金生坯；将制得的钨镍铁合金生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，将烧结过的钨镍铁合金生坯进行冷轧，直到变形量达到40%；将冷轧过的钨镍铁合金生坯，在氢气保护下进行复烧，复烧温度为1100到1300摄氏度，烧结时间为1到3小时；重复前两步，直到生坯厚度小于0.4毫米；将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，以大约15T压力辊扎约25次，达到单片厚度0.1毫米以下。本发明简化生产工艺，减低能耗，减低生产成本，实现绿色生产。
Description
技术领域
本发明属钨镍铁合金加工技术领域，特别是涉及一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法。
背景技术
钨基高比重合金通过精密加工得到高精度钨合金器件，被广泛应用于医用CT机准直器和探测器等领域。随着CT机的发展，现在的准直器平面度要求由原来的小于0.03提高至0.02以内，这对钨合金薄材的制备提出了新的挑战。
现有的钨镍铁合金材料加工的主要技术包括以下几种：热锻+冷锻处理法、热压+复压精整处理法、热轧+复压精整处理法等。这些方法存在诸多问题，首先涉及的问题就是生产周期过长，一般有2~3道生产工序，以生产厚度为lmm以下的钨镍铁合金薄板为例，其生产周期至少在2~5天以上；二是能耗高：热锻、热轧、退火等工序须采用大功率的高温加热炉，能耗较高；三是成品率低，在高温加工时极易产生开裂报废，以生产lmm厚度的钨镍铁合金薄板为例，其综合成品率仅约50%；四是使用设备投资大，种类和数量较多，而且多数为大功率和大吨位的加工设备，需要较大的加工场地，而且钨镍铁合金箔材采用单片送料轧制的方法。轧制时随着材料厚度的减小，材料的总变形量受到限制，且轧制过程中轧辊作用在板料上的轧制力不均导致板料轧制后同板差较大，校平后产生双边波、单边波或中波等轧制缺陷，直接影响最终成品平面度的大小。
传统单片轧制轧制压力约为30T，轧制道次60次，轧制后箔材同板差为±5um，校平合格率为85%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，基于双层叠轧原理，将钨镍铁合金板材单片轧至一定厚度后均分为二，同片叠放进行双片叠轧，突破了轧制总压下量的限制，简化生产工艺，减低能耗，减低生产成本，实现绿色生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，步骤如下：
（1）将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行压制，轧制压力控制30到150千牛，轧制速度控制在0.1到3.0厘米/秒，将钨镍铁合金粉末轧制成0.5到1.8毫米厚度且密度均匀的钨镍铁合金生坯；
（2）将制得的钨镍铁合金生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，烧结温度为1100到1300摄氏度，烧结时间1到3小时；
（3）将烧结过的钨镍铁合金生坯进行冷轧，冷轧压力控制在0.1到100兆帕，每次冷轧的变形量为0.01到0.5毫米，轧制速度0.1到1米/秒，直到变形量达到40%；
（4）将冷轧过的钨镍铁合金生坯，在氢气保护下进行复烧，复烧温度为1100到1300摄氏度，烧结时间为1到3小时；
（5）重复步骤（3）和（4），直到钨镍铁合金生坯达厚度小于0.4毫米；
（6）将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以大约15T压力辊扎大约25次，达到单片厚度0.1毫米以下。
所述四辊轧机的辊径50mm、凸度3.5s+3.5s。
合金粉末轧制压力控制在40千牛，速度控制住2.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1300摄氏度，复烧时间为3小时。
合金粉末轧制压力控制在60千牛，轧制速度控制住2.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.6mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2.5小时。
合金粉末轧制压力控制在80千牛，轧制速度控制住1.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯；烧结温度为1250摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在90千牛，轧制速度控制住1.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.0mm厚的薄板生坯；烧结温度为1200摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在95千牛，轧制速度控制住0.8厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在100千牛，轧制速度控制住0.6厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.65mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为2.5小时。
合金粉末轧制压力控制在110千牛，轧制速度控制住0.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.5mm厚的薄板生坯；烧结温度为1100摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为3小时。
有益效果
本发明具有以下特点：
（1）制粒的钨镍铁合金粉末采用辊轧制坯代替油压制坯，可使得生板坯厚度大为减小（可获得3mm以下厚度的钨镍铁合金薄板）、面积大大增加、相对密度大为提高。
（2）烧结工艺显著简化，只需进行低温短时烧结，排除生坯内易挥发性物质，使板坯获得初步机械强度即可，大大降低了烧结温度，缩短了烧结时间。
（3）轧制过程只需冷轧开坯，这大大降低了传统热轧开坯温度，操作简单可行。
（4）烧结体无需直接烧结成熟，而是半熟状态就开坯轧制，并伴随着轧制复烧过程而逐渐成熟。
（5）基于双层叠轧技术原理，将钨镍铁合金板材单片轧至一定厚度后均分为二，同片叠放进行双片叠轧，突破了轧制总压下量的限制。在相同轧制条件下（同一轧机，相同辊径及凸度），轧制同厚度箔材，所得箔材同板差明显减小，且轧制过程中所需轧制压力降低，轧制次数减少，能耗小，设备损耗小。
（6）产品最终产品平面度可由0.03提升至0.15（同平面度合格率条件），可达到准直器最新平面度要求。
附图说明
图1为本发明中叠置0.15mm厚度薄板进行滚扎的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，步骤如下：
（1）将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行压制，轧制压力控制30到150千牛，轧制速度控制在0.1到3.0厘米/秒，将钨镍铁合金粉末轧制成0.5到1.8毫米厚度且密度均匀的钨镍铁合金生坯；
（2）将制得的钨镍铁合金生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，烧结温度为1100到1300摄氏度，烧结时间1到3小时；
（3）将烧结过的钨镍铁合金生坯进行冷轧，冷轧压力控制在0.1到100兆帕，每次冷轧的变形量为0.01到0.5毫米，轧制速度0.1到1米/秒，直到变形量达到40%；
（4）将冷轧过的钨镍铁合金生坯，在氢气保护下进行复烧，复烧温度为1100到1300摄氏度，烧结时间为1到3小时；
（5）重复步骤（3）和（4），直到钨镍铁合金生坯达厚度小于0.4毫米；
（6）将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以大约15T压力辊扎大约25次，达到单片厚度0.1毫米以下。
所述四辊轧机的辊径50mm、凸度3.5s+3.5s。
合金粉末轧制压力控制在40千牛，速度控制住2.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1300摄氏度，复烧时间为3小时。
合金粉末轧制压力控制在60千牛，轧制速度控制住2.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.6mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2.5小时。
合金粉末轧制压力控制在80千牛，轧制速度控制住1.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯；烧结温度为1250摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在90千牛，轧制速度控制住1.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.0mm厚的薄板生坯；烧结温度为1200摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在95千牛，轧制速度控制住0.8厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
合金粉末轧制压力控制在100千牛，轧制速度控制住0.6厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.65mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为2.5小时。
合金粉末轧制压力控制在110千牛，轧制速度控制住0.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.5mm厚的薄板生坯；烧结温度为1100摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为3小时。
具体实施方法
实施例1：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在40KN，轧制速度控制住2.5cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.8mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1300℃，烧结时间为3小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1300℃，复烧时间为3小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例2：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在60KN，轧制速度控制住2.0cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.6mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1300℃，烧结时间为2.5小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1250℃，复烧时间为2.5小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例3：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在80KN,轧制速度控制住1.5cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1250℃，烧结时间为2.5小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1250℃，复烧时间为2小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米。
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例4：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在90KN,轧制速度控制住1.0cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成1mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1200℃，烧结时间为3小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1200℃，复烧时间为2小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米。
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例5：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在95KN,轧制速度控制住0.8cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.8mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1150℃，烧结时间为2.5小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1200℃，复烧时间为2小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米。
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例6：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在100KN,轧制速度控制住0.6cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.65mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1150℃，烧结时间为3小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1150℃，复烧时间为2.5小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米。
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
实施例7：
将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行辊轧制坯，轧制压力控制在110KN,轧制速度控制住0.5cm/s，将钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.5mm厚的薄板生坯。
将制得的钨镍铁合金薄板生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，获得钨镍铁合金薄板烧结体，烧结温度为1100℃，烧结时间为3小时。
将烧结体进行冷轧轧制，进行若干道次冷轧加工，至薄板总变形量达到40%。
将冷轧过的钨镍铁合金薄板置于烧结炉中进行复烧，保护气氛为氢气，复烧温度为1150℃，复烧时间为3小时。
重复前两步直到钨镍铁合金薄板厚度达到0.15毫米。
将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以15T压力轧制25次。
Claims (8)
1.一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，步骤如下：
(1)将制粒烘干后的钨镍铁合金粉末进行压制，轧制压力控制30到150千牛，轧制速度控制在0.1到3.0厘米/秒，将钨镍铁合金粉末轧制成0.5到1.8毫米厚度且密度均匀的钨镍铁合金生坯；
(2)将制得的钨镍铁合金生坯置于烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，烧结温度为1100到1300摄氏度，烧结时间1到3小时；
(3)将烧结过的钨镍铁合金生坯进行冷轧，冷轧压力控制在0.1到100兆帕，每次冷轧的变形量为0.01到0.5毫米，轧制速度0.1到1米/秒，直到变形量达到40％；
(4)将冷轧过的钨镍铁合金生坯，在氢气保护下进行复烧，复烧温度为1100到1300摄氏度，烧结时间为1到3小时；
(5)重复步骤(3)和(4)，直到钨镍铁合金生坯达厚度达到0.15毫米；
(6)将两片厚度为0.15毫米的钨镍铁合金板叠层放置，放入四辊轧机以大约15T压力辊轧25次，达到单片厚度0.1毫米以下。
2.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在40千牛，速度控制在2.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1300摄氏度，复烧时间为3小时。
3.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在60千牛，轧制速度控制在2.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.6mm厚的薄板生坯；烧结温度为1300摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2.5小时。
4.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在80千牛，轧制速度控制在1.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.2mm厚的薄板生坯；烧结温度为1250摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1250摄氏度，复烧时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在90千牛，轧制速度控制在1.0厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成1.0mm厚的薄板生坯；烧结温度为1200摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
6.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在95千牛，轧制速度控制在0.8厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.8mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为2.5小时；复烧温度为1200摄氏度，复烧时间为2小时。
7.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在100千牛，轧制速度控制在0.6厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.65mm厚的薄板生坯；烧结温度为1150摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为2.5小时。
8.根据权利要求1所述的一种制备高平面度钨镍铁合金板的方法，其特征在于，合金粉末轧制压力控制在110千牛，轧制速度控制在0.5厘米/秒，钨镍铁合金粉末辊轧压制成0.5mm厚的薄板生坯；烧结温度为1100摄氏度，烧结时间为3小时；复烧温度为1150摄氏度，复烧时间为3小时。
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Legal Events
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Address after: 201815, Shanghai Jiading Industrial Zone, No. 258, No. 2, one floor Patentee after: Shanghai Six Crystal Technology Co.,Ltd. Address before: 200233, room 680, 518 Guiping Road, Shanghai, Xuhui District Patentee before: SHANGHAI LEADING METAL TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method of preparing high flatness tungsten nickel iron alloy plate Effective date of registration: 20210406 Granted publication date: 20151223 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: Shanghai Six Crystal Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000025 |
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Date of cancellation: 20221010 Granted publication date: 20151223 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: Shanghai Six Crystal Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000025 |