CN105598211B - 一种高比重钨合金薄板材的热校平方法 - Google Patents

一种高比重钨合金薄板材的热校平方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括：一、将高比重钨合金薄板材切割成形状相同且尺寸相同的钨合金薄板材；二、将切割后的钨合金薄板材均匀加热；三、喷涂碱液后烘干；四、将多个烘干后的钨合金薄板材叠层放置于校平模板上，然后在最上层钨合金薄板材上方放置压校平模板，向压校平模板上施加配重压力板，得到校平模组；五、将校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下退火处理，随炉冷却后出炉；六、将出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮，捞出用清水冲洗，擦干，得到校平的钨合金薄板材。本发明的方法克服了高比重钨合金热校平的粘接问题，适合各种规格的高比重钨合金板材校平，稳定可靠，可广泛应用于生产中。

Description

一种高比重钨合金薄板材的热校平方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种高比重钨合金薄板材的热校平方法。
背景技术
高比重钨合金是以钨为基体材料(其中含钨量为85％～99％)加入少量镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、钼(Mo)、铬(Cr)等金属黏结剂组成的一种合金材料，也被称之为高密度钨合金或重合金[1]。较常用的主要有：W-Ni-Cu和W-Ni-Fe两大系列。这种材料在密度、强度、硬度、延展性、导电/热性等物理性能中都有显著的特点，因而在国防工业、航空航天工业，医疗行业、电气行业等行业中得到广泛的应用。
目前，高比重合金薄板材制备方法多采用烧结板坯，再经过多道次轧制和退火方法生产。但在最终成品板材生产时，通常都要求进行校平处理。对于厚度大于2.0mm/m的板材，通过采用高精度平面模具，采用反复的低温压校平可以实现校平，平面度可以达到小于0.2mm；但对于更高平面度要求的板材和更薄的板材校平时，该方法就不能适用。因此，高平面度薄板的校平就只能通过高温热压力校平方法进行校平。但高温压力校平过程中，由于材料中存在镍、铁或铜的金属元素，在处理过程中合金元素容易形成扩散粘接，阻碍了该工艺的实际应用。
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，提供一种高比重钨合金薄板材的热校平方法。该方法克服了高比重钨合金热校平的粘接问题，适合各种规格的高比重钨合金板材校平，稳定可靠，可广泛应用于生产中。采用该方法对高比重钨合金薄板材进行热校平，校平后板面无粘结，平面度不大于1.5mm/m。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.1mm～1.0mm的高比重钨合金薄板材切割成形状相同且尺寸相同的钨合金薄板材；所述高比重钨合金薄板材中钨元素质量百分含量为90％～97％；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至80℃～150℃；
步骤三、将碱液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
步骤四、将多个步骤三中烘干后的钨合金薄板材叠层放置于校平模板上，然后在最上层钨合金薄板材上方放置压校平模板，向压校平模板上施加配重压力板，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮10min～30min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为乙酸和/或丙酸。
上述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤三中所述碱液的质量浓度为5％～15％。
上述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤五中所述退火处理的温度为900℃～1100℃，保温时间为60min～90min。
上述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤五中退火处理的升温速率为5℃/min～10℃/min。
上述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤六中所述酸液的质量浓度为5％～30％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的方法克服了高比重钨合金热校平的粘接问题，适合各种规格的高比重钨合金板材校平，稳定可靠，可广泛应用于生产中。
2、采用本发明的方法对高比重钨合金薄板材进行热校平，校平后板面无粘结，平面度不大于1.5mm/m。
3、本发明的方法简单高效，设备来源广泛，对环境无污染，性能可靠，可批量化生产。
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的校平模组的结构示意图。
图2为本发明实施例2至实施例6的校平模组的结构示意图。
附图标记说明：
1—钨合金薄板材； 2—校平模板； 3—压校平模板；
4—配重压力板。
具体实施方式
实施例1
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为1.0mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为矩形的钨合金薄板材，矩形的长度和宽度分别为200±1mm和100±1mm；所述高比重钨合金薄板材为90W7Ni3Fe钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至80℃；
步骤三、将质量浓度为5％的氢氧化钠溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图1所示，将两个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为30mm，表面平整度为0.02mm，光洁度为Ra1.6μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为30mm，表面平整度为0.02mm，光洁度为Ra1.6μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加3KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为5℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至1100℃后保温90min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮30min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为质量浓度为5％的乙酸。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.5mm/m。
实施例2
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.1mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为圆形的钨合金薄板材，直径为Φ100±1mm；所述高比重钨合金薄板材为97W2NiFe钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至150℃；
步骤三、将质量浓度为10％的氢氧化钠溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图2所示，将10个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为15mm，表面平整度为0.017mm，光洁度为Ra0.6μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为15mm，表面平整度为0.017mm，光洁度为Ra0.6μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加2KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为8℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至900℃后保温60min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮10min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为乙酸和丙酸的混合溶液，酸液中乙酸的质量浓度和丙酸的质量浓度均为15％。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.3mm/m。
实施例3
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.1mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为矩形的钨合金薄板材，矩形的长度和宽度分别为180±1mm和120±1mm；所述高比重钨合金薄板材为90W5Ni5Cu钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至100℃；
步骤三、将质量浓度为15％的氢氧化钾溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图2所示，将5个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加2.5KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为10℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至900℃后保温70min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮10min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为质量浓度为20％的乙酸。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.2mm/m。
实施例4
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为1.0mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为圆形的钨合金薄板材，直径为Φ120±1mm；所述高比重钨合金薄板材为97W1.5Ni1.5Cu钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至120℃；
步骤三、将质量浓度为15％的氢氧化钠溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图2所示，将5个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加2.5KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为10℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至1000℃后保温70min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮20min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为质量浓度为30％的丙酸。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.2mm/m。
实施例5
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.5mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为圆形的钨合金薄板材，直径为Φ120±1mm；所述高比重钨合金薄板材为97W1.5Ni1.5Cu钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至110℃；
步骤三、将质量浓度为10％的氢氧化钾溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图2所示，将8个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加3KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为7℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至1000℃后保温90min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮25min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为质量浓度为5％的丙酸。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.3mm/m。
实施例6
本实施例的高比重钨合金薄板材的热校平方法，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.8mm的高比重钨合金薄板材切割成表面形状为圆形的钨合金薄板材，直径为Φ120±1mm；所述高比重钨合金薄板材为95W3.5Ni1.5Fe钨合金薄板材；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至90℃；
步骤三、将质量浓度为5％的氢氧化钾溶液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；
步骤四、如图2所示，将7个步骤三中烘干后的钨合金薄板材1叠层放置于厚度为30mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的校平模板2上，然后在最上层钨合金薄板材1上方放置厚度为20mm，表面平整度为0.015mm，光洁度为Ra0.8μm的压校平模板3，向压校平模板3上施加3KPa的配重压力板4，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下，升温速率为10℃/min的条件下将钨合金薄板材加热至1050℃后保温60min，对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉，出炉后钨合金薄板材没有发生粘结；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮10min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为乙酸和丙酸的混合溶液，酸液中乙酸的质量浓度为10％，丙酸的质量浓度为5％。
对本实施例校平的钨合金薄板材的平整度进行检测，其平面度为1.1mm/m。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将厚度为0.1mm～1.0mm的高比重钨合金薄板材切割成形状相同且尺寸相同的钨合金薄板材；所述高比重钨合金薄板材中钨元素质量百分含量为90％～97％；
步骤二、将步骤一中切割后的钨合金薄板材均匀加热至80℃～150℃；
步骤三、将碱液均匀喷涂于步骤二中加热后的钨合金薄板材表面，然后烘干；所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
步骤四、将多个步骤三中烘干后的钨合金薄板材叠层放置于校平模板上，然后在最上层钨合金薄板材上方放置压校平模板，向压校平模板上施加配重压力板，得到校平模组；
步骤五、将步骤四中所述校平模组置于高温炉中，在氢气气氛下对钨合金薄板材进行退火处理，随炉冷却后出炉；所述退火处理的温度为900℃～1100℃，保温时间为60min～90min，退火处理的升温速率为5℃/min～10℃/min；
步骤六、将步骤五中出炉后的钨合金薄板材在沸腾的酸液中煮10min～30min后捞出用清水冲洗，然后擦干，得到校平的钨合金薄板材；所述酸液为乙酸和/或丙酸。
2.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤三中所述碱液的质量浓度为5％～15％。
3.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金薄板材的热校平方法，其特征在于，步骤六中所述酸液的质量浓度为5％～30％。
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