CN112410634B - 合金化粉末、钨基合金及其制备方法和搅拌工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高熵合金技术领域，具体而言，涉及合金化粉末、钨基合金及其制备方法和搅拌工具。钨基合金，其包括钨、铼和钛组成的W‑Re‑Ti固溶体和增强颗粒，其中，以质量百分比计，在所述W‑Re‑Ti固溶体中，所述铼的含量为10‑26％，所述钛的含量为3‑6％，其余量为钨；所述增强颗粒的添加量为所述W‑Re‑Ti固溶体的质量的0.3‑1％。该钨基合金具有高温稳定性，即使在1500℃甚至是1600℃的高温下，其也不会或者很少发生晶粒粗化现象，能保证其在高温下也有良好的硬度以及耐磨等性能。
Description
技术领域
本发明涉及高熵合金技术领域，具体而言，涉及合金化粉末、钨基合金及其制备方法和搅拌工具。
背景技术
钨作为熔点最高的金属元素，其应用场景普遍存在高温的环境中，室温环境下化学性质稳定。因此钨合金广泛应用在核能材料、航天航空以及焊接核心部件中。然而，钨合金使役环境非常严苛，例如钨铼合金作为搅拌摩擦焊工具材料面临高应力(＞3KN)、高温(＞1200℃)以及高黏性流变等工况，材料易出现再结晶行为，造成钨铼合金的搅拌头材料出现再结晶脆化和软化，搅拌头工具出现磨损甚至室温。搅拌头材料的再结晶行为造成其性能的弱化极大限制了搅拌摩擦焊在高熔点材料连接的应用，因此亟需开发高稳定新型搅拌头材料。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供合金化粉末、钨基合金及其制备方法和搅拌工具。该钨基合金具有高温稳定性，即使在1500℃甚至是1600℃的高温下，其也不会或者很少发生晶粒粗化现象，能保证其在高温下也有良好的硬度以及耐磨等性能。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种合金化粉末，其原料其包括钨、铼和钛组成的W-Re-Ti固溶体和增强颗粒，其中，以质量百分比计，在所述W-Re-Ti固溶体中，所述铼的含量为10-26％，所述钛的含量为3-6％，其余量为钨；所述增强颗粒的含量为所述W-Re-Ti固溶体的质量的0.3-1％。
第二方面，本发明提供一种超细晶高稳定的钨基合金，其包括钨、铼和钛组成的W-Re-Ti固溶体和增强颗粒；
其中，以质量百分比计，在所述W-Re-Ti固溶体中，所述铼的含量为10-26％，所述钛的含量为3-6％，其余量为钨；
所述增强颗粒的添加量为所述W-Re-Ti固溶体的质量的0.3-1％。
在可选的实施方式中，所述W-Re-Ti固溶体为过饱和固溶体。
在可选的实施方式中，所述增强颗粒为碳化物颗粒；
优选地，所述碳化物颗粒为TiC纳米颗粒和/或ZrC纳米颗粒；
优选地，所述TiC纳米颗粒的粒径为40～100纳米；
优选地，所述ZrC纳米颗粒的粒径为30～100纳米。
在可选的实施方式中，所述钨基合金的晶粒的平均尺寸为80-950纳米，优选为300-600纳米；
所述钨基合金的硬度为7.0-9.0GPa；
优选地，所述钨基合金在1500℃退火1h后，硬度下降不超过5％，所述钨基合金在1600℃退火1h后，硬度下降不超过10％。
第三方面，本发明提供一种前述实施方式任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金的制备方法，包括：将W-Re-Ti固溶体和增强颗粒混合后进行烧结。
在可选的实施方式中，制备所述W-Re-Ti固溶体的步骤包括：将含有W、Re和Ti的原料进行高能球磨；
优选地，高能球磨的条件为：公转转速为600-1000rpm/分钟，球磨时间为1-3小时；
优选地，高能球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm；
优选地，所述高能球磨过程为干磨；
优选地，所述原料的制备包括：将钨铼合金与含钛的原料进行混合；
优选地，含钛的原料为钛粉或者氢化钛粉中的至少一种；
优选地，所述钨铼合金的粒径为3-10微米，钛粉的粒径为50-100纳米，氢化钛粉的粒径为30-45微米。
在可选的实施方式中，所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合的步骤包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合，而后进行机械球磨；
优选地，所述机械球磨为湿磨；
优选地，湿磨采用的介质为醇类溶剂、烷烃类溶剂和水中的任意一种；
优选地，机械球磨的条件为：公转转速为150-250rpm/分钟，时间为1-2小时；
优选地，机械球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm。
在可选的实施方式中，烧结为放电等离子烧结；
优选地，放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结20-60分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结120～180分钟，升温速率10℃～20℃/min；
优选地，放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结5-10分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结20～40分钟，升温速率50℃～150℃/min；
优选地，热压烧结采用的模具为石墨模具，且模具内涂抹氮化硼粉末。
第四方面，本发明提供一种搅拌工具，其包括前述实施方式任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金或前述实施方式任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金的制备方法制备得到的钨基合金。
在可选的实施方式中，所述搅拌工具为搅拌摩擦焊中的搅拌头。
本发明具有以下有益效果：本发明实施例提供在钨基合金中添加固溶元素钛，继而使得钛的偏析可以有效降低晶界在高温下的迁移，并降低晶界能量，继而使得钨基合金即使在高温下也不会发生再结晶行为，继而提升了钨基合金在高温下的硬度、耐磨性以及再结晶行为等性能，最终提升钨基合金的高温稳定性。进一步添加增强颗粒，能够进一步阻止增强钨基合金在高温下的位错滑移，继而保证钨基合金的性能，且控制钨基合金中各原料的用量能够进一步保证钨基合金的性能，提升其高温稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的实施例1和对比例1的钨基合金的断口扫描图；
图2为本发明实施例提供的实施例1和对比例1的钨基合金的热稳定性测试；
图3为本发明实施例提供的对比例2的钨基合金的断口扫描图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提供一种合金化粉末，其原料其包括钨、铼和钛组成的W-Re-Ti固溶体和增强颗粒，其中，以质量百分比计，在所述W-Re-Ti固溶体中，所述铼的含量为10-26％，所述钛的含量为3-6％，其余量为钨；所述增强颗粒的含量为所述W-Re-Ti固溶体的质量的0.3-1％。该合金化粉末可以用于制备超细晶高稳定的钨基合金，能够保证钨基合金的性能，且在制备该钨基合金过程中。
即该超细晶高稳定的钨基合金包括钨、铼和钛组成的W-Re-Ti固溶体和增强颗粒，固溶元素钛的添加可以有效降低晶界的能量，而钨基合金中钛元素偏析以及增强颗粒的钉扎效应，继而可以有效降低晶界在高温下的迁移，使得晶粒在高温下不会长大，即不会发生晶粒粗化现象，继而使得钨基合金在高温下也有良好的硬度、耐磨性能等。同时，添加增强颗粒能够进一步增强钨基合金的硬度和耐磨性能。且该钨基合金的晶粒细小，高温性能强，使得钨基合金在高温状态下长时间服役，也能也不会发生明显下降。
其中，以质量百分比计，在所述W-Re-Ti固溶体中，所述铼的含量为10-26％，所述钛的含量为3-6％，其余量为钨；采用上述配比的W-Re-Ti固溶体能够良好的保证W、Re和固溶元素Ti有良好的协同作用，继而使得钨基合金在高温条件，例如1500℃条件下稳定性优异。上述元素的配比并不能随意更改，若更改了上述元素的配比，可能导致钨基合金的性能发生显著变化，例如若Re的含量超过26％，则钨基合金中容易形成σ脆性相，继而使得该钨基合金在高温条件下容易断裂，若钛的含量过高会形成富Ti相，对材料的韧性依旧起不利作用。若Re或Ti的含量过低，则可能导致固溶强化效应变弱，起不到有效的强化作用。
进一步地，W-Re-Ti固溶体为过饱和固溶体，采用过饱和固溶体能够有利于Ti元素的偏析，继而有利于抑制晶界能量。
进一步地，增强颗粒的添加量为所述W-Re-Ti固溶体的质量的0.3-1％，进一步控制增强颗粒的用量也有利于增强颗粒发挥其功效，若增强颗粒过多可能增强颗粒与固溶体围形成应力集中，在受力时易产生裂纹降低材料的韧性，而若增强颗粒过少，则会强化效果不明显。
进一步地，增强颗粒为碳化物颗粒；所述碳化物颗粒为TiC纳米颗粒和/或ZrC纳米颗粒；其中，所述TiC纳米颗粒的粒径为40～100纳米；所述ZrC纳米颗粒的粒径为30～100纳米。采用上述碳化物纳米颗粒特定与W和Re作用，能够进一步保证其对钨基合金的增强作用。
钨基合金的晶粒的平均尺寸为80-950纳米，优选为300-600纳米；钨基合金的硬度为7.0-9.0GPa；且所述钨基合金在1500℃退火1h后，硬度下降不超过5％，所述钨基合金在1600℃退火1h后，硬度下降不超过10％。
本实施例还提供一种上述超细晶高稳定的钨基合金的制备方法，包括：
将钨铼合金与含钛的原料进行混合形成含有W、Re和Ti的原料，而后进行高能球磨。Ti元素结合高能球磨，在室温制备出非平衡态的钨铼钛的过饱和固溶体合金，继而有利于形成上述高温稳定的钨基合金。同时，高能球磨能够提供大量的能量，为Ti元素提供扩散通道，促进材料在烧结过程中致密化。其次高能球磨使得材料粉体有较高的能量促进粉体活化，提高材料在烧结过程中收缩率。
本发明实施例选择钨铼合金，而并不采用钨粉和铼粉，原因为：采用钨粉和铼粉形成固溶体时，高能球磨时间长，不利于操作，而采用钨铼合金则能够大幅度缩短高能球磨的时间，减少制备时间。
需要说明的是，钨铼合金参照现有技术制备，例如可以采用湿化学还原得到钨合金，可以参考现有文献(何浩然,刘奇,薄新维,等.钨铼合金制备及应用[C]//中国计量协会冶金分会冶炼传感器专业委员会会员代表大会及技术交流会.四川省机械工程学会；重庆市有色金属学会；成都市机械工程学会,2015.)中记载的方法。且制备钨铼合金的钨和铼的配比即为W-Re-Ti固溶体中钨和铼的配比，在制备合金过程中，原料的损失可以忽略不计。
进一步地，含钛的原料为钛粉或者氢化钛粉中的至少一种；采用上述物质能够保证固溶元素Ti和钨铼形成过饱和固溶体。
进一步地，钨铼合金的粒径为3-10微米，钛粉的粒径为50-100纳米，氢化钛粉的粒径为30-45微米。
进一步地，高能球磨为干磨，采用干磨能够提供更多的能量，有利于固溶体的形成。
其次，高能球磨的条件为：公转转速为600-1000rpm/分钟，球磨时间为1-3小时；本发明第一次采用公转速度达到600-1000rpm/分钟的球磨速度，能够快速制备固溶体，且该转速有利于促进粉体活化，进一步提高钨基合金在烧结过程中的收缩率。同时，采用上述转速，高能球磨时间短，能够有效降低高能球磨过程中氧杂质的含量。即若高能球磨时间过长，可能导致氧杂质含量过高，继而导致钨基合金性能降低。
进一步地，高能球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm，在高能球磨的过程中氧气和水分会对合金造成重要影响，因此，需要严格控制高能球磨过程中水和氧气的含量。
本发明实施例通过在高能球磨机内通入惰性气体并将高能球磨机放置于惰性气体内，继而控制整个生产环境中的水分和氧气。即本发明实施例通过上述物理手段控制高能球磨环境中水和氧气的含量。本发明实施例并未通过添加还原气体等使得还原气体与氧气发生反应减少氧气的含量，即本发明实施并未通过化学手段去除粉体中残留的氧，是因为本发明实施例采用的金属中铼的用量高达了10-26％，在上述用量范围下，若有还原气体的存在，例如氢气，铼会出现团聚，继而不利于固溶体生成，继而影响钨基合金的形成。
而后将增强颗粒加入至上述固溶体中进行机械球磨，此时，机械球磨为湿磨，采用湿磨有利于固溶体和增强颗粒混合均匀，继而有利于增强颗粒发挥其钉扎强化效应。
其中，湿磨采用的介质为醇类溶剂、烷烃类溶剂和水中的任意一种；例如可以采用乙醇、环己烷等本领域技术人员公知的湿磨介质。
且机械球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm。控制球磨过程中水和氧含量的方法与上述高能球磨控制水和氧的方法一致。
进一步地，机械球磨的条件为：公转转速为150-250rpm/分钟，时间为1-2小时；机械球磨的主要功能是使得物料混合均匀，而并不是使得金属合金化，因此，此时转速不用过大，采用常规的适宜的混合速度即可。
而后，进行烧结，且采用的为等离子烧结，放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结20-60分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结120～180分钟，升温速率10℃～20℃/min。或者放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结5-10分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结20～40分钟，升温速率50℃～150℃/min；优选地，热压烧结采用的模具为石墨模具，且模具内涂抹氮化硼粉末。
采用上述烧结能够有效使得钛元素发挥功效，有效提升基体原子的扩散通道，促进粉体的低温致密化，进一步提高钨基合金的致密度，有效提高钨基合金的制备效率和控制成本。
本发明实施例还提供一种搅拌工具，其通过上述超细晶高稳定的钨基合金或者上述制备方法制备得到的钨基合金制备得到。该搅拌工具为搅拌摩擦焊中的搅拌头。且为搅拌摩擦焊高熔点材料的搅拌头。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种钨基合金，其成分为W0.69Re0.23Ti0.08M0.003，M为TiC纳米颗粒，其中W、Re、Ti和TiC的质量分数分别约为69％、23％、8％和0.3％。
本实施例提供一种钨基合金的制备方法，包括：
按照上述质量分数称取钨、铼、钛粉和碳化钛，并参照现有技术(何浩然,刘奇,薄新维,等.钨铼合金制备及应用[C]//中国计量协会冶金分会冶炼传感器专业委员会会员代表大会及技术交流会.四川省机械工程学会；重庆市有色金属学会；成都市机械工程学会,2015.)制备含有上述质量分数的钨铼合金。
而后将钨铼钨铼合金(初始粒径8微米)与纳米Ti粉(初始粒径80纳米)进行高能球磨合金化，高能球磨合金化的过程中通入高纯氩气体，高能球磨的公转转速为1000rpm/min，有效高能球磨时间1.5h。
随后加入纳米陶瓷颗粒碳化钛(初始粒径60纳米)作为增强相进行混料并进行机械球磨形成坯料，机械球磨转速为180rpm/min，机械球磨时间2h，机械球磨过程中通入高纯氩气，且机械球磨采用的介质为纯水。
使用石墨模具采用放电等离子体烧结设备制备坯料，在模具内部涂抹氮化硼粉末。将上述机械球磨的混合物加入模具内，在400℃，真空条件下，烧结60分钟，随后加压到70MPa保压并保持压力，在1800℃条件下烧结120分钟，升温速率设为10℃/min，然后随炉冷，即得所需的钨基合金。
实施例2
本实施例提供一种钨基合金，其成分为W0.72Re0.25Ti0.03M0.005，M为TiC纳米颗粒，其中W、Re、Ti和TiC的质量分数分别约为72％、25％、3％和0.5％。
本实施例提供一种钨基合金的制备方法，包括：
按照上述质量分数称取钨、铼、钛粉和碳化钛，并参照现有技术制备含有上述质量分数的钨铼合金。
而后将钨铼合金(初始粒径10微米)与纳米Ti粉(初始粒径100纳米)进行高能球磨合金化，高能球磨合金化的过程中通入高纯氩气体，高能球磨的公转转速为600rpm/min，有效高能球磨时间3h。
随后加入纳米陶瓷颗粒碳化钛(初始粒径40纳米)作为增强相进行混料并进行机械球磨形成坯料，机械球磨转速为150pm/min，机械球磨时间1.5h，机械球磨过程中通入高纯氩气，且机械球磨采用的介质为乙醇。
使用石墨模具采用放电等离子体烧结设备制备坯料，在模具内部涂抹氮化硼粉末。将上述机械球磨的混合物加入模具内，在700℃，真空条件下，烧结30分钟，随后加压到10MPa保压并保持压力，在1600℃条件下烧结180分钟，升温速率设为20℃/min，然后随炉冷，即得所需的钨基合金。
实施例3
本实施例提供一种钨基合金，其成分为W0.74Re0.20Ti0.05M0.01，M为ZrC颗粒，其中W、Re、Ti和ZrC的质量分数分别为74％、20％、5％和1％。
本实施例提供一种钨基合金的制备方法，包括：
按照上述质量分数称取钨、铼、氢化钛粉和ZrC，并参照现有技术制备含有上述质量分数的钨铼合金。
而后将钨铼合金(初始粒径3微米)与氢化钛粉(初始粒径40微米)进行高能球磨合金化，高能球磨合金化的过程中通入高纯氩气体，高能球磨的公转转速为800rpm/min，有效高能球磨时间3h。
随后加入纳米陶瓷颗粒ZrC(初始粒径40纳米)作为增强相进行混料并进行机械球磨形成坯料，机械球磨转速为250pm/min，机械球磨时间1h，机械球磨过程中通入高纯氩气，且机械球磨采用的介质为乙醇。
使用石墨模具采用热压烧结设备制备坯料，在模具内部涂抹氮化硼粉末。将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为500℃，真空条件下，保温烧结10分钟，而后升压至10MPa，并保持压力，在1900℃的温度下，保温烧结40分钟，升温速率150℃/min。然后随炉冷，即得所需的钨基合金。
检测
对实施例1制备得到的钨基合金进行性能检测，检测方法截线法测试晶粒尺寸以及显微维氏硬度法测试材料的硬度，检测可知，该钨基合金的晶粒尺寸在385nm，硬度值在8.05±0.07GPa。在1500℃/1h退火下，材料的硬度值为7.73±0.15GPa，在1600℃/1h退火下材料的硬度值为7.25±0.19GPa。
对比例1：
参照实施例1的方法制备钨基合金，区别在于钨基合金的元素组成为W0.75Re0.25，其制备方法与实施例1相同。而后对实施例1和对比例1的钨基合金的断口进行扫描，结果参见图1，其中，图1中a为实施例1的钨基合金的断口扫描图，图1中b为对比例1的钨基合金断口扫描图。
根据图1可知，对比例1是未加钛元素的钨铼合金粉，即使在相同的球磨和烧结工艺下，明显看到晶粒变大，且晶粒之间有一定的开气孔。而添加有固溶元素Ti的钨基合金结构致密，说明其性能明显高于对比例的钨基合金。
对实施例1和对比例1的钨基合金分别进行热稳定性测试，测试方法为进行准静态退火实验，检测结果参见图2。
根据图2可知，W0.69Re0.23Ti0.05TiC0.03的原始硬度值较W0.75Re0.25高0.21GPa，W0.69Re0.23Ti0.05TiC0.03的晶粒在1500℃退火时并无明显下降，而W0.75Re0.25合金在1400℃已经发生明显的硬度下降，较原始W0.75Re0.25样品下降0.5GPa，与W0.69Re0.23Ti0.05TiC0.03的硬度值差进一步扩大，达到0.63GPa。说明W0.69Re0.23Ti0.05TiC0.03能够有效提高钨合金的力学性能并能够在高温下保持稳定。
对比例2：采用传统烧结方法制备W-Re合金棒。
对对比例2的W-Re合金进行检测，该合金采用传统的钨粉与铼粉混合，通过冷等静压结合无压高温烧结进行制备而得，图3为对比例2的传统钨铼合金棒材的断口扫描图片。通过图3可得传统工艺烧结制备的材料晶粒明显粗化，根据hall-petch关系，结合显微维氏硬度测试可知，实施例1的钨基合金的硬度较对比例2的钨基合金高了2GPa。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，其包括钨、铼和钛组成的W-Re-Ti固溶体和增强颗粒，
其中，以质量百分比计，在所述W-Re-Ti固溶体中，所述铼的含量为10-26%，所述钛的含量为3-6%，其余量为钨；
所述增强颗粒的添加量为所述W-Re-Ti固溶体的质量的0.3-1%；
超细晶高稳定的钨基合金的制备方法包括：将W-Re-Ti固溶体和增强颗粒混合后进行烧结；
其中，所述W-Re-Ti固溶体的制备步骤包括：将含有W、Re和Ti的原料进行高能球磨；其中，高能球磨的条件为：公转转速为600-1000 rpm/分钟，球磨时间为1-3小时；高能球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm；且高能球磨过程中不添加还原气体；
所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合的步骤包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合，而后进行机械球磨；机械球磨的条件为：公转转速为150-250 rpm/分钟，时间为1-2小时；机械球磨过程中水和氧的含量均低于1ppm，且机械球磨过程中不添加还原气体。
2.根据权利要求1所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述W-Re-Ti固溶体为过饱和固溶体。
3.根据权利要求1所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述增强颗粒为碳化物颗粒。
4.根据权利要求3所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述碳化物颗粒为TiC纳米颗粒和/或ZrC纳米颗粒；
其中，所述TiC纳米颗粒的粒径为40~100纳米；所述ZrC纳米颗粒的粒径为30~100纳米。
5.根据权利要求1-4任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述钨基合金的晶粒的平均尺寸为80-950纳米，所述钨基合金的硬度为7.0-9.0GPa；所述钨基合金在1500℃退火1h后，硬度下降不超过5%，所述钨基合金在1600℃退火1h后，硬度下降不超过10%。
6.根据权利要求1-4任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述钨基合金的晶粒的平均尺寸为300-600纳米。
7.根据权利要求1-4任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述高能球磨过程为干磨。
8.根据权利要求1-4任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述原料的制备包括：将钨铼合金与含钛的原料进行混合；其中，含钛的原料为钛粉或者氢化钛粉中的至少一种；所述钨铼合金的粒径为3-10微米，钛粉的粒径为50-100纳米，氢化钛粉的粒径为30-45微米。
9.根据权利要求1所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，所述机械球磨为湿磨；其中，湿磨采用的介质为醇类溶剂、烷烃类溶剂和水中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，烧结为放电等离子烧结。
11.根据权利要求10所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结20-60分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结120~180分钟，升温速率10℃~20℃/min。
12.根据权利要求10所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，放电等离子体烧结包括：将所述W-Re-Ti固溶体和所述增强颗粒混合形成的混合物在温度为400-700℃，真空条件下，保温烧结5-10分钟，而后升压至10-70MPa，并保持压力，在1600-1900℃的温度下，保温烧结20~40分钟，升温速率50℃~150℃/min。
13.根据权利要求11或12所述的超细晶高稳定的钨基合金，其特征在于，热压烧结采用的模具为石墨模具，且模具内涂抹氮化硼粉末。
14.一种搅拌工具，其特征在于，其通过权利要求1-3任一项所述的超细晶高稳定的钨基合金制备得到；其中，所述搅拌工具为搅拌摩擦焊中的搅拌头。
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