CN104190940B - 一种双金属复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双金属复合材料的制备方法，所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层，所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上；所述制备方法包括如下步骤：（1）混料，（2）制备钨金属层和镍金属层，（3）铺层压制成型，（4）烧结成型。本发明一种双金属复合材料的制备方法，工艺流程短，操作简单方便，所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属为表层，以低熔点的镍金属为内层，具有耐高温性能好，稳定性和耐用性好，韧性高，成本低等优点，有效拓宽了钨金属的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种双金属复合材料的制备方法。
背景技术
钨是一种稀有高熔点金属，为钢灰色至白色的过渡金属，其质地硬而脆，熔点非常高，广泛用于电器和电子设备等领域。单一成分的钨金属因成本较高，脆性大，使用受到限制。目前，业界常将钨与其他金属制备成镶嵌式复合金属材料，以降低其成本，改善单一钨金属脆性大的缺陷，但这种方法制备的复合金属材料的结合力差，经高温条件容易开裂，影响使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种双金属复合材料的制备方法，能够解决现有双金属钨复合金属材料存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双金属复合材料的制备方法，所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层，所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上；
所述制备方法包括如下步骤：
（1）混料：称取钨金属粉末和镍金属粉末，分别向其中加入10～20%的环保胶，搅拌成为均匀混合浆体，备用；
（2）制备钨金属层和镍金属层：将步骤（1）中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具内，抹平表面，再将镍金属粉末浆体注入一个模具内，抹平表面，然后将上述三个模具置入70～80℃真空干燥性内干燥预成型1～2h；
（3）铺层压制成型：将步骤（2）中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后，按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层，然后置于压力机内压制2～4h；
（4）烧结成型：将步骤（3）中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内，在真空条件下，程序升温至1600～1800℃，恒温保压2～3h，再保压降温至室温，得到所述双金属复合材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述环保胶为浓度为30～40%的聚乙烯醇水溶液。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中的压制压力为480～500MPa。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中程序升温热压炉的成型条件为：真空度10-3MPa，压力350～450MPa，以150℃/h的升温速率从室温升至1200℃，恒温30～60min，再以100℃/h的升温速率继续升温至1600～1800℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述双金属复合材料中两个钨金属层的厚度相同，为3～5mm，镍金属层的厚度为6～15mm。
本发明的有益效果是：本发明一种双金属复合材料的制备方法，工艺流程短，操作简单方便，所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属为表层，以低熔点的镍金属为内层，具有耐高温性能好，稳定性和耐用性好，韧性高，成本低等优点，有效拓宽了钨金属的应用领域。
附图说明
图1是本发明一种双金属复合材料一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1.钨金属层，2.镍金属层，3.钨金属层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
双金属复合材料包括两个钨金属层1、3和一个镍金属层2，所述两个钨金属层1、3的厚度相同，均为3～5mm，所述镍金属层2的厚度为6～15mm，所述两个钨金属层分别覆盖在所述镍金属层2的两个表面上。
上述双金属复合材料的制备方法如下：
实施例1
（1）混料：称取钨金属粉末和镍金属粉末，分别向其中加入10%的环保胶（浓度为40%的聚乙烯醇水溶液），搅拌成为均匀混合浆体，备用；
（2）制备钨金属层和镍金属层：将步骤（1）中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具（模具深度为3mm）内，抹平表面，再将镍金属粉末浆体注入一个模具（模具深度为6mm）内，抹平表面，然后将上述三个模具置入70℃真空干燥性内干燥预成型2h；
（3）铺层压制成型：将步骤（2）中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后，按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层，然后置于压力机内在480MPa下压制4h；
（4）烧结成型：将步骤（3）中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内，在10-3MPa的真空条件和350MPa的压力下，以150℃/min的升温速率从室温升至1200℃，恒温30min，再以100℃/min的升温速率继续升温至1600℃，恒温保压3h，再保压降温至室温，得到所述双金属复合材料。
实施例2
（1）混料：称取钨金属粉末和镍金属粉末，分别向其中加入20%的环保胶（浓度为30%的聚乙烯醇水溶液），搅拌成为均匀混合浆体，备用；
（2）制备钨金属层和镍金属层：将步骤（1）中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具（模具深度为5mm）内，抹平表面，再将镍金属粉末浆体注入一个模具（模具深度为15mm）内，抹平表面，然后将上述三个模具置入80℃真空干燥性内干燥预成型1h；
（3）铺层压制成型：将步骤（2）中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后，按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层，然后置于压力机内在500MPa下压制3h；
（4）烧结成型：将步骤（3）中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内，在10-3MPa的真空条件和450MPa的压力下，以150℃/min的升温速率从室温升至1200℃，恒温60min，再以100℃/min的升温速率继续升温至1800℃，恒温保压2h，再保压降温至室温，得到所述双金属复合材料。
上述方法制备的双金属复合材料，将高熔点的钨金属置于两个表层，将熔点稍低的镍金属置于内层，在应用于高温环境时，温度通过钨金属层传递到镍金属层时，以降低到镍金属的熔点以下，避免了镍金属层熔化而导致复合金属材料破坏；同时该双金属复合材料通过层状复合镍金属层，提高了材料的韧性，降低了成本，有助于拓宽钨金属的应用领域。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种双金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层，所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的上下两个表面上；
所述制备方法包括如下步骤：
（1）混料：称取钨金属粉末和镍金属粉末，分别向其中加入10～20%的环保胶，搅拌成为均匀混合浆体，备用；
（2）制备钨金属层和镍金属层：将步骤（1）中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具内，抹平表面，再将镍金属粉末浆体注入一个模具内，抹平表面，然后将上述三个模具置入70～80℃真空干燥箱内干燥预成型1～2h；
（3）铺层压制成型：将步骤（2）中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后，按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层，然后置于压力机内压制2～4h；
（4）烧结成型：将步骤（3）中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内，在真空条件下，程序升温至1600～1800℃，恒温保压2～3h，再保压降温至室温，得到所述双金属复合材料；所述程序升温热压炉的成型条件为：真空度10-3MPa，压力350～450MPa，以150℃/h的升温速率从室温升至1200℃，恒温30～60min，再以100℃/h的升温速率继续升温至1600～1800℃。
2.根据权利要求1所述的双金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述环保胶为浓度为30～40%的聚乙烯醇水溶液。
3.根据权利要求1所述的双金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的压制压力为480～500MPa。
4.根据权利要求1至3之一所述的双金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述双金属复合材料中两个钨金属层的厚度相同，为3～5mm，镍金属层的厚度为6～15mm。
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