CN115478236B - 一种高比重钨合金的热处理方法 - Google Patents

一种高比重钨合金的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钨合金热处理技术领域，具体公开了一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：将钨合金先预热处理，然后置于6‑10倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；然后先进行一次热处理，处理结束步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温。本发明钨合金热处理中先预热处理，提高钨合金活性度，便于提高后期处理效果，改性液中的石墨烯复合硅灰石液，通过硅灰石的针状结构配合石墨烯的柔韧性，再壳聚糖、盐酸和硫酸镧配合下，将合金柔韧、稀疏，从而将石墨烯复合硅灰石液对合金进行改性，改性后经过一次、二次热处理，同时协配增强调配剂，纳米膨润土对其进行钝化合金外表面，通过热处理的工艺步骤，提高了合金的强度、韧性改进效率。

Description

一种高比重钨合金的热处理方法
技术领域
本发明涉及钨合金热处理技术领域，具体涉及一种高比重钨合金的热处理方法。
背景技术
钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。
现有的钨合金热处理工艺简单，很难提高产品的性能，热处理提高产品的致密度来提高其强度，但其韧性会变差，为了对其二者协调式改进，基于此，本发明对热处理进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高比重钨合金的热处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于6-10倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束
步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌1-2h，搅拌温度为40-50℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于450-550℃下热反应20-25min，反应结束，冷却至室温，即可。
优选地，所述预热处理采用1-3℃/s的速率升至150-170℃，保温10-20min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温5-10min，最后空冷至室温，即可。
优选地，所述改性液的制备方法为：
S01：将10-20份壳聚糖加入到20-30份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量20-30%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过100-200目；
S03：向S02产物中到3-6倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液。
未采用预热处理，产品的强度、延伸率均出现变差趋势；
本发明的发明人发现未采用改性液处理，产品的强度、延伸率显著变差，同时改性液制备中未采用壳聚糖液、硅灰石，产品的性能均较差，以及壳聚糖液的制备方法不同，产品的性能均变差，只有采用本发明的改性液相比现有技术，强度、延伸率可显著改进。
本发明的发明人发现未采用增强调配剂处理、未采用二次热处理，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的热处理工艺，搭配改性液处理、增强调配剂处理，产品的强度、延伸率显著的协调式改进。
优选地，所述海藻酸钠溶液的质量分数为10-20%。
优选地，所述球磨机中球磨的转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
优选地，所述超声振荡的功率为100-200W，超声振荡时间为10-20min。
优选地，所述增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量10-15%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂。
优选地，所述硝酸水溶液的质量分数为10-15%。
优选地，所述一次热处理的温度为780-800℃，处理10-20min；二次热处理的温度为550-600℃，处理时间为20-30min。
优选地，所述步骤四中搅拌转速为550-650r/min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明钨合金热处理中先预热处理，提高钨合金活性度，便于提高后期处理效果，改性液中的石墨烯复合硅灰石液，通过硅灰石的针状结构配合石墨烯的柔韧性，再壳聚糖、盐酸和硫酸镧配合下，将合金柔韧、稀疏，从而将石墨烯复合硅灰石液对合金进行改性，改性后经过一次、二次热处理，同时协配增强调配剂，纳米膨润土对其进行钝化合金外表面，通过热处理的工艺步骤，提高了合金的强度、韧性改进效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于6-10倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束
步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌1-2h，搅拌温度为40-50℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于450-550℃下热反应20-25min，反应结束，冷却至室温，即可。
本实施例的预热处理采用1-3℃/s的速率升至150-170℃，保温10-20min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温5-10min，最后空冷至室温，即可。
本实施例的改性液的制备方法为：
S01：将10-20份壳聚糖加入到20-30份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量20-30%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过100-200目；
S03：向S02产物中到3-6倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为10-20%。
本实施例的球磨机中球磨的转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
本实施例的超声振荡的功率为100-200W，超声振荡时间为10-20min。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量10-15%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂。
本实施例的硝酸水溶液的质量分数为10-15%。
本实施例的一次热处理的温度为780-800℃，处理10-20min；二次热处理的温度为550-600℃，处理时间为20-30min。
本实施例的步骤四中搅拌转速为550-650r/min。
实施例1.
本实施例的一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于6倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束
步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌1h，搅拌温度为40℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于450℃下热反应20min，反应结束，冷却至室温，即可。
本实施例的预热处理采用1℃/s的速率升至150℃，保温10min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温5min，最后空冷至室温，即可。
本实施例的改性液的制备方法为：
S01：将10份壳聚糖加入到20份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量20%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过10目；
S03：向S02产物中到3倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为10%。
本实施例的球磨机中球磨的转速为1000r/min，球磨时间为20min。
本实施例的超声振荡的功率为100W，超声振荡时间为10min。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量10%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂。
本实施例的硝酸水溶液的质量分数为10%。
本实施例的一次热处理的温度为780℃，处理10min；二次热处理的温度为550℃，处理时间为20min。
本实施例的步骤四中搅拌转速为550r/min。
实施例2.
本实施例的一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于10倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束
步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌2h，搅拌温度为50℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于550℃下热反应25min，反应结束，冷却至室温，即可。
本实施例的预热处理采用3℃/s的速率升至170℃，保温20min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温10min，最后空冷至室温，即可。
本实施例的改性液的制备方法为：
S01：将20份壳聚糖加入到30份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量30%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过200目；
S03：向S02产物中到6倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为20%。
本实施例的球磨机中球磨的转速为1500r/min，球磨时间为30min。
本实施例的超声振荡的功率为200W，超声振荡时间为20min。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量15%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂。
本实施例的硝酸水溶液的质量分数为5%。
本实施例的一次热处理的温度为800℃，处理20min；二次热处理的温度为600℃，处理时间为30min。
本实施例的步骤四中搅拌转速为650r/min。
实施例3.
本实施例的一种高比重钨合金的热处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于8倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束
步骤三，再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌1.5h，搅拌温度为45℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于500℃下热反应22.5min，反应结束，冷却至室温，即可。
本实施例的预热处理采用2℃/s的速率升至160℃，保温15min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温7.5min，最后空冷至室温，即可。
本实施例的改性液的制备方法为：
S01：将15份壳聚糖加入到25份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量25%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过150目；
S03：向S02产物中到3-6倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为15%。
本实施例的球磨机中球磨的转速为1250r/min，球磨时间为25min。
本实施例的超声振荡的功率为150W，超声振荡时间为15min。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量12.5%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂。
本实施例的硝酸水溶液的质量分数为12.5%。
本实施例的一次热处理的温度为790℃，处理15min；二次热处理的温度为570℃，处理时间为25min。
本实施例的步骤四中搅拌转速为600r/min。
对比例1.
与实施例3不同是未采用预热处理。
对比例2.
与实施例3不同是未采用改性液处理。
对比例3.
与实施例3不同是改性液的制备中未加入壳聚糖液。
对比例4.
与实施例3不同是改性液的制备中未加入硅灰石。
对比例5.
与实施例3不同是壳聚糖液的制备中未加入硫酸镧。
对比例6.
与实施例3不同是未采用增强调配剂处理。
对比例7.
与实施例3不同是未采用二次热处理。
对比例8.
与实施例3不同是增强调配剂中未加入十二烷基硫酸钠。
将实施例1-3及对比例1-8产品进行性能测试；
Figure 634167DEST_PATH_IMAGE001
从对比例1-8及实施例1-3可看出；实施例3的产品具有优异的抗拉强度、延伸率，二者可起到显著的协调式改进效果；
从对比例1及实施例3中可看出，未采用预热处理，产品的强度、延伸率均出现显著变差趋势，预热处理对产品的性能改进有参与重要的因素条件；
从对比例2-5及实施例3中可看出，未采用改性液处理，产品的强度、延伸率显著变差，同时改性液制备中未采用壳聚糖液、硅灰石，产品的性能均较差，以及壳聚糖液的制备方法不同，产品的性能均变差，只有采用本发明的改性液相比现有技术，强度、延伸率可显著改进。
从对比例6-8及实施例3中可看出，未采用增强调配剂处理、未采用二次热处理，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的热处理工艺，搭配改性液处理、增强调配剂处理，产品的强度、延伸率显著的协调式改进。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将钨合金先预热处理，然后置于6-10倍的改性液中超声振荡处理，再水洗、干燥；
步骤二：然后先进行一次热处理，处理结束；
步骤三：再二次热处理，最后空冷至室温；
步骤四：将步骤三产物置于增强调配剂中搅拌1-2h，搅拌温度为40-50℃，最后水洗、干燥；
步骤五：最后再于450-550℃下热反应20-25min，反应结束，冷却至室温，即可；
所述预热处理采用1-3℃/s的速率升至150-170℃，保温10-20min，然后再以5℃/s的速率升至300℃，保温5-10min，最后空冷至室温，即可；
所述改性液的制备方法为：
S01：将10-20份壳聚糖加入到20-30份水中，然后加入盐酸，调节pH至5.5，随后再加入壳聚糖总量20-30%的硫酸镧，搅拌均匀，得到壳聚糖液；
S02：将石墨烯、硅灰石按照重量比2:3混合，送入到球磨机中球磨，过100-200目筛；
S03：向S02产物中加入3-6倍的海藻酸钠溶液中，搅拌分散均匀，得到石墨烯复合硅灰石液；
S04：石墨烯复合硅灰石液、壳聚糖液按照重量比2:7搅拌混合充分，得到改性液；所述增强调配剂的制备方法为：将纳米膨润土、硝酸水溶液按照重量比1:6配制，随后再加入纳米膨润土总量10-15%的十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到增强调配剂；所述一次热处理的温度为780-800℃，处理10-20min；二次热处理的温度为550-600℃，处理时间为20-30min。
2.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的质量分数为10-20%。
3.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，所述球磨机中球磨的转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
4.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，所述超声振荡的功率为100-200W，超声振荡时间为10-20min。
5.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，所述硝酸水溶液的质量分数为10-15%。
6.根据权利要求1所述的一种高比重钨合金的热处理方法，其特征在于，所述步骤四中搅拌转速为550-650r/min。
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