CN116275103A - 钨镍铁构件及制备方法 - Google Patents

钨镍铁构件及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116275103A
CN116275103A CN202310167015.6A CN202310167015A CN116275103A CN 116275103 A CN116275103 A CN 116275103A CN 202310167015 A CN202310167015 A CN 202310167015A CN 116275103 A CN116275103 A CN 116275103A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
tungsten
nickel
iron
microns
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310167015.6A
Other languages
English (en)
Inventor
戴煜
肖乐
谭兴龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUNAN DINGLI TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
HUNAN DINGLI TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUNAN DINGLI TECHNOLOGY CO LTD filed Critical HUNAN DINGLI TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202310167015.6A priority Critical patent/CN116275103A/zh
Publication of CN116275103A publication Critical patent/CN116275103A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/64—Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/04—Compacting only by applying fluid pressure, e.g. by cold isostatic pressing [CIP]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1003—Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007—Atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/041—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by mechanical alloying, e.g. blending, milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供了钨镍铁构件及制备方法，该制备方法包括：将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印，得到钨镍铁构件的生坯；所述钨镍铁粉为实心结构，且粒径为20‑40微米；将所述钨镍铁构件的生坯在1100‑1200℃，真空下保持3‑10h小时，冷却，得到钨镍铁构件。上述制备方法，采用粗颗粒钨粉，合金韧性好；采用增材制造技术，破片形状和大小可控，一体化结构充分利用炸药的威力并能有多余的空间装炸药，提高武器毁伤能力。

Description

钨镍铁构件及制备方法
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种钨镍铁构件及制备方法。
背景技术
内含破片形状和大小可控的预置破片的武器的结构是两层钢内置高比重方块和圆球的方式，目前的结构存在破片不可控、多余的钢材浪费炸药的威力等缺陷。而采用增材制造技术，整体结构全部采用高比重合金破甲材料，不仅大大提升炸药的能力，而且可控制破片的大小和形状。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种钨镍铁构件及制备方法，以解决存在目前的预置破片的武器破片不可控、多余的钢材浪费炸药的威力的性能的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种钨镍铁构件的制备方法，包括：
将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印，得到钨镍铁构件的生坯；所述钨镍铁粉为实心结构，且粒径为20-40微米；
将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却，得到钨镍铁构件。
可选地，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar。扫描实体的激光功率400W，扫描轮廊的激光功率200W，支撑的激光功率300W，光斑直径50pm，实体扫描速度1500mm/s，轮廊扫描速度300mm/s，支撑扫描速度2000mm/s，扫描搭接率0.06，基板预热温度为700℃。
可选地，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，所述预设粉末厚度为30μm，供粉量设置为铺粉厚度的3倍，打印完成后将所述钨镍铁构件在成型腔室内放置3h。
可选地，将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却的步骤包括：
将所述生坯去应力退火，再置于真空热处理炉中，抽真空至所述真空炉的真空度＜10-3Pa，保持退火温度1200℃，保温时间为4-5h，随炉冷却。
可选地，所述钨镍铁粉的制备方法包括：
将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末；其中，所述钨粉的粒径为20-40微米，所述镍粉的粒径为1-3微米，所述铁粉的粒径为1-3微米；
将所述混合粉末制粒、压制成型，得到材料坯体；
将所述材料坯体在800℃脱脂后，在950-1200℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材；
将所述棒材破碎，筛选破碎粒径为25-53微米的颗粒，得到所述钨镍铁粉末。
可选地，在所述将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨的步骤中，球磨介质为乙醇，并在乙醇中添加1-3％的石蜡；球磨时间为24-48小时，球磨的磨球与物料的球料比4:1，所述物料为所述钨粉、所述镍粉和所述铁粉的总和。
可选地，所述将所述混合粉末制粒的步骤包括：将所述混合粉末在150-200℃气体温度下，进行喷雾干燥制粒。
可选地，将制粒形成的混合粉体颗粒在压力150-200MPa的条件下，压制成材料坯体，所述材料坯体为直径20-50毫米的球体或宽度20-50毫米的方块。
本发明还提供了一种上述的制备方法得到的钨镍铁构件。
可选地，所述钨镍铁构件包括破片单元，所述破片单元的直径200毫米，高度毫米240。
上述的钨镍铁构件的制备方法中，以钨粉、镍粉和铁粉为原料烧结得到棒材，在烧结过程中，钨粉的粒径增大，形成颗粒较大的钨镍铁粉颗粒，并且镍粉和铁粉熔融包覆在钨镍铁粉颗粒的表面，破碎后得到钨镍铁构件的制备方法。上述钨镍铁构件的制备方法，采用粗颗粒钨粉，合金韧性好；采用增材制造技术，破片形状和大小可控，一体化结构充分利用炸药的威力并能有多余的空间装炸药，提高武器毁伤能力；真空水淬火技术进一步提升钨镍铁异形壳体的韧性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本申请一实施方式的钨镍铁粉末在60x放大倍数下的扫描电镜图；
图2是本申请一实施方式的钨镍铁粉末在2000x放大倍数下的的扫描电镜图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为实现上述目的，本发明提供一种钨镍铁构件的制备方法，包括：
S100:将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印，得到钨镍铁构件的生坯；所述钨镍铁粉为实心结构，且粒径为20-40微米。
上述钨镍铁粉，钨粒径在35-40微米，镍粉和铁粉包覆在球形钨粉颗粒的表面。当进行增材制造如通过3D打印时，镍和铁熔融形成粘结相层；因此，上述钨镍铁粉的粘结相层厚度大，力学性能好；3D打印促进钨颗粒分布均匀，一致性好；在此基础上，相邻的钨镍铁粉之间是粘结相之间的连接而不是钨颗粒之间的连接，因而降低了激光功率，降低了热应力。故而更加有利于3D打印。
S200:将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却，得到钨镍铁构件。
可选地，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar。扫描实体的激光功率400W，扫描轮廊的激光功率200W，支撑的激光功率300W，光斑直径50pm，实体扫描速度1500mm/s，轮廊扫描速度300mm/s，支撑扫描速度2000mm/s，扫描搭接率0.06，基板预热温度为700℃。
可选地，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，所述预设粉末厚度为30μm，供粉量设置为铺粉厚度的3倍，打印完成后将所述钨镍铁构件在成型腔室内放置3h。
可选地，将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却的步骤包括：
将所述生坯去应力退火，再置于真空热处理炉中，抽真空至所述真空炉的真空度＜10-3Pa，保持退火温度1200℃，保温时间为4-5h，随炉冷却。
在一些实施例中，所述钨镍铁粉的制备方法包括：
S10:将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末。其中，钨粉的粒径为1-3微米，镍粉的粒径为1-3微米，铁粉的粒径为1-3微米。
在该步骤中，可采用1-3微米的钨粉、1-3微米的镍粉、1-3微米的铁粉混合球磨。球磨过程中，钨粉、镍粉和铁粉被进一步破碎，形成更为细小的颗粒，而且钨粉、镍粉和铁粉混合更为均匀。
S20:将混合粉末制粒、压制成型，得到材料坯体。
在该步骤中，混合粉末制粒形成小颗粒的混合粉体颗粒，然后压制成型，例如通过磨压或者冷等静压方法，使得混合粉体颗粒形成具有一定形状的材料坯体。材料坯体可以是球形，方块形，圆柱形，等等，具体形状可不做限定。材料坯体的体积相对较小，其三维最大的尺寸不易过大，以便于煅烧。在一些实施例中，材料坯体三维中的最大的尺寸和最小尺寸相近。
S30:将材料坯体在800℃脱脂后，在1450-1530℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材。
镍粉的熔点为212℃，铁粉的熔点为1538℃，钨粉的熔点为3400℃。在该步骤中，烧结过程中，钨的晶粒逐渐生长，因此表现为钨粉的粒径逐渐增大，形成较为规整的球形结构，即形成球形钨粉颗粒。
镍粉和铁粉的熔点相对较低，形成熔融状态，包覆在球形钨粉颗粒的表面。即棒材包括多个球形钨粉颗粒，相邻的球形钨粉颗粒之间由熔融的铁和镍填充。
在1450-1530℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结程度较好，镍粉和铁粉的熔点相对较低，形成熔融状态，包覆在球形钨粉颗粒的表面。即棒材包括多个球形钨粉颗粒，相邻的球形钨粉颗粒之间由熔融的铁和镍填充。
若温度过高和时间过长，则可能导致大量钨镍铁熔融到一起，破坏了铁和镍包裹在钨颗粒外的形态，后续棒材不容易破碎，而且钨颗粒的粒径较大，且形状不规则。如若温度过低和时间过短，则可能导致钨颗粒无法长大，或无法成长至目标范围内。
S40:将所述棒材进行制粉，得到钨镍铁粉，所述钨镍铁粉包括钨颗粒和覆盖在所述钨颗粒上的金属层，所述金属层为镍和铁金属层。
上述的增材制造用钨镍铁粉的制备方法中，以钨粉、镍粉和铁粉为原料烧结得到棒材，在烧结过程中，钨粉的粒径增大，形成颗粒较大的球形钨粉颗粒，并且镍粉和铁粉熔融包覆在球形钨粉颗粒的表面。上述增材制造用钨镍铁粉的制备方法，钨颗粒为20-40微米，热处理后钨颗粒之间的平均厚度比较大，合金的韧性好。因此，适合制备高韧性高比重合金部件。
在一些实施例中，在混合粉末中，所述棒材制粉的步骤包括：
S41:将所述棒材加工符合非转移弧旋转电极雾化设备的尺寸要求的目标棒材；所述非转移弧旋转电极雾化设备包括雾化炉和等离子体枪。
在该步骤中，由于棒材是作为非转移弧旋转电极雾化设备中的阳电极，因此，棒材的尺寸需要满足相应的尺寸要求，如棒材可以加工成直径70mm，长度300mm的规格。非转移弧旋转电极雾化设备包括雾化炉和等离子体枪，其具体结构不做限定，例如可以是申请号202110832524.7中的一种无碳刷导电型高转速等离子旋转雾化制粉装置。
S42:将所述目标棒材置于所述雾化炉内，所述雾化炉内为保护气体氛围，真空度为5×10-3Pa，温度为25～30℃，湿度≤75％RH。
在该步骤中，可以保证环境温度为25～30℃，环境湿度≤75％RH，将目标棒材作为阳电极置于雾化炉内，充入保护气体氩气，对雾化炉进行抽真空，使得雾化炉内的真空度为5×10-3Pa。
S43:所述目标棒材的一端在所述等离子体枪形成的转移弧作用下加热熔化，形成合金粉末；其中，所述目标棒材以25000～30000r/min的速度进行旋转，进给速度为1.6mm/s，所述等离子体枪的电流为1500A，所述等离子体枪与所述目标棒材的距离为15～25mm。
在该步骤中，设置工艺参数启动非转移弧旋转电极雾化(NTA-PREP)设备。目标棒材以25000～30000r/min的速度进行旋转，目标棒材进给速度为1.6mm/s，等离子体枪的电流为1500A。等离子体枪形成转移弧加热熔化目标棒材的一端，使雾化室内目标棒材熔化后的合金液滴在离心力的作用下甩出，合金液滴冷却在表面张力的作用下形成合金粉末。
S44:将所述雾化炉内保持120KPa的高压4小时，所述合金粉末在所述雾化炉内随炉冷却，得到钨镍铁粉。
在该步骤中，制粉完成后，雾化炉内保持120KPa的高压4小时，随炉冷却。
在一些实施例中，还包括：将冷却后的合金粉末过200目筛网，得到钨镍铁粉。例如，当待粉末冷却后可以用筛分超声波振筛机筛分，然后真空包装。
在一些实施例中，在混合粉末中，钨粉的质量百分数为93-95％，镍粉的质量百分数为3.5-5％，铁粉的质量百分数为1.5-2.1％。
在一些实施例中，将材料坯体在800℃脱脂后，在1450-1530℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材。
在一些实施例中，在将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨的步骤中，球磨介质为乙醇，并在乙醇中添加1-3％的石蜡。球磨时间为24-36小时，球磨的磨球与物料的球料比4:1，物料为钨粉、镍粉和铁粉的总和。
根据本申请的实施方式，将混合粉末制粒的步骤包括：将所述混合粉末在150-200℃气体温度下，进行喷雾干燥制粒。
根据本申请的实施方式，将制粒形成的混合粉体颗粒在压力150-200MPa的条件下，压制成材料坯体，所述材料坯体为直径20-50毫米的球体或宽度20-50毫米的方块。
根据本申请的实施方式，将所述棒材进行等离子旋转电极雾化得到钨镍铁粉包括：
将棒材进行在2.5～3万转的条件下进行等离子旋转电极雾化，得到钨镍铁粉。
本发明还提供了提供一种高韧性钨镍铁异形壳体的制备方法，包括：
采用上述的制备方法得到的钨镍铁粉进行铺粉，打印破片单元。破片单元具有三层结构。
将破片单元在1200℃，真空下保持4-5小时，然后在水中淬火，得到破片单元。
将破片单元焊接得到高韧性钨镍铁异形壳体。
根据本申请的实施方式，破片单元的直径200毫米，高度毫米240。
本发明还提供了一种上述的制备方法得到的高韧性钨镍铁异形壳体。
以下结合具体的实施例，对本申请的技术方案进行说明。
实施例1
S101球磨：将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末。其中，钨粉的粒径为24微米，镍粉的粒径为1.5微米，铁粉的粒径为1.5微米。其中，混合粉末中为93％钨+4.9％镍+2.1％铁的粉末。
S102喷雾干燥：将混合粉末采用闭式喷雾干燥，离心式喷嘴，在150-200℃气体温度下，干燥制粒。
S103压制：采用磨压或者冷等静压方法压制，压力150MPa，压制成直径20毫米的小球或者小方块。
S104烧结:将材料坯体在800℃脱脂后，在950℃下氢气气氛中烧结2小时，烧结得到棒材。
S105破碎:将棒材破碎后得到D50为33微米的钨镍铁粉末。
S106采用SLM铺粉式3D打印：
(1)原材料混合：将各钨镍铁粉末加入球磨机中混合6h；
(2)对待成型的钨镍铁构件的三维模型进行切片处理,所述预设切片厚度为15μm；扫描路径采用九宫格方式分区扫描,区域大小4*4mm；预设偏转角为40°。
(3)设定激光选区熔化工艺参数并使成型腔室内氩气保护,控制所述成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar。扫描实体的激光功率400W,扫描轮廊的激光功率200W,支撑的激光功率300W,光斑直径50pm,实体扫描速度1500mm/s,轮廊扫描速度300mm/s,支撑扫描速度2000mm/s,扫描搭接率0.06，基板预热温度为700℃
(4)开始打印，采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，所述预设粉末厚度为30μm,供粉量设置为铺粉厚度的3倍，打印完成后将所述钨镍铁构件在成型腔室内放置3h
(5)对取出的所述钨镍铁构件进行热处理，热处理工艺为:1200℃，真空下保持4小时，得到破片单元；。
最后所得的钨镍铁构件致密度可达99.6％，抗拉强度可达1382MPa
实施例2
S101球磨：将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末。其中，钨粉的粒径为32微米，镍粉的粒径为2微米，铁粉的粒径为2微米。其中，混合粉末中为95％钨+3.5％镍+1.5％铁的粉末。
S102喷雾干燥：将混合粉末采用闭式喷雾干燥，离心式喷嘴，在150-200℃气体温度下，干燥制粒。
S103压制：采用磨压或者冷等静压方法压制，压力180MPa，压制成直径30毫米的小球或者小方块。
S104烧结:将材料坯体在800℃脱脂后，在1200℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材。
S105破碎:将棒材破碎后得到D50为33微米的钨镍铁粉末。
S106采用SLM铺粉式3D打印：
实施例2：
(1)原材料混合：将各钨镍铁粉末加入球磨机中混合6h；
(2)对待成型的钨镍铁构件的三维模型进行切片处理,所述预设切片厚度为15μm；扫描路径采用九宫格方式分区扫描,区域大小4*4mm；预设偏转角为40°。
(3)设定激光选区熔化工艺参数并使成型腔室内氩气保护,控制所述成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar。扫描实体的激光功率300W,扫描轮廊的激光功率150W,支撑的激光功率300W,光斑直径50pm,实体扫描速度2000mm/s,轮廊扫描速度350mm/s,支撑扫描速度2000mm/s,扫描搭接率0.06，基板预热温度为600℃
扫描实体的激光功率350W,扫描轮廊的激光功率200W,支撑的激光功率300W,光斑直径50pm,实体扫描速度1500mm/s,轮廊扫描速度300mm/s,支撑扫描速度2000mm/s,扫描搭接率0.06，基板预热温度为700℃
(4)开始打印，采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，所述预设粉末厚度为30μm,供粉量设置为铺粉厚度的2倍，打印完成后将所述钨镍铁构件在成型腔室内放置3h
(5)对取出的所述钨镍铁构件进行热处理，热处理工艺为:1200℃，真空下保持4-5小时，得到破片单元；。
最后所得的钨镍铁构件致密度达98.2％，抗拉强度可达1364MPa
实施例3
S101球磨：将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末。其中，钨粉的粒径为32微米，镍粉的粒径为2微米，铁粉的粒径为2微米。其中，混合粉末中为95％钨+3.5％镍+1.5％铁的粉末。
S102喷雾干燥：将混合粉末采用闭式喷雾干燥，离心式喷嘴，在150-200℃气体温度下，干燥制粒。
S103压制：采用磨压或者冷等静压方法压制，压力150-200MPa，压制成直径20-50毫米的小球或者小方块。
S104烧结:将材料坯体在800℃脱脂后，在1500℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材。
S105破碎:将棒材破碎后得到D50为33微米的钨镍铁粉末。
S106采用SLM铺粉式3D打印：同实施例1。
测试例
取实施例1的S105步骤中的钨镍铁粉末采用扫描电镜进行测试，结果如图1和图2所示。从图1中可以看出球形钨粉的表面较为光滑，形状较为规则，粒径较为均一，基本在32微米左右。
从图2中可以更为清晰看出球形钨粉的表面较为光滑，为球形，基本在32微米左右。
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种钨镍铁构件的制备方法，其特征在于，包括：
将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印，得到钨镍铁构件的生坯；所述钨镍铁粉为实心结构，且粒径为20-40微米；
将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却，得到钨镍铁构件。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar；扫描实体的激光功率400W，扫描轮廊的激光功率200W，支撑的激光功率300W，光斑直径50pm，实体扫描速度1500mm/s，轮廊扫描速度300mm/s，支撑扫描速度2000mm/s，扫描搭接率0.06，基板预热温度为700℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述将钨镍铁粉根据所述钨镍铁构件的设计形状进行铺粉，打印的步骤中：
采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，预设粉末厚度为30μm，供粉量设置为铺粉厚度的3倍，打印完成后将所述钨镍铁构件在成型腔室内放置3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述钨镍铁构件的生坯在1100-1200℃，真空下保持3-10h小时，冷却的步骤包括：
将所述生坯去应力退火，再置于真空热处理炉中，抽真空至所述真空炉的真空度＜10- 3Pa，保持退火温度1200℃，保温时间为4-5h，随炉冷却。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钨镍铁粉的制备方法包括：
将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨，得到混合粉末；其中，所述钨粉的粒径为20-40微米，所述镍粉的粒径为1-3微米，所述铁粉的粒径为1-3微米；
将所述混合粉末制粒、压制成型，得到材料坯体；
将所述材料坯体在800℃脱脂后，在950-1200℃下氢气气氛中烧结2-4小时，烧结得到棒材；
将所述棒材破碎，筛选破碎粒径为25-53微米的颗粒，得到所述钨镍铁粉末。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述将钨粉、镍粉和铁粉混合球磨的步骤中，球磨介质为乙醇，并在乙醇中添加1-3％的石蜡；球磨时间为24-48小时，球磨的磨球与物料的球料比4:1，所述物料为所述钨粉、所述镍粉和所述铁粉的总和。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将所述混合粉末制粒的步骤包括：将所述混合粉末在150-200℃气体温度下，进行喷雾干燥制粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将制粒形成的混合粉体颗粒在压力150-200MPa的条件下，压制成材料坯体，所述材料坯体为直径20-50毫米的球体或宽度20-50毫米的方块。
9.一种权利要求1～8中任一项所述的制备方法得到的钨镍铁构件。
10.根据根据权利要求8所述的钨镍铁构件，其特征在于，所述钨镍铁构件包括破片单元，所述破片单元的直径200毫米，高度毫米240。
CN202310167015.6A 2023-02-25 2023-02-25 钨镍铁构件及制备方法 Pending CN116275103A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310167015.6A CN116275103A (zh) 2023-02-25 2023-02-25 钨镍铁构件及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310167015.6A CN116275103A (zh) 2023-02-25 2023-02-25 钨镍铁构件及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116275103A true CN116275103A (zh) 2023-06-23

Family

ID=86817882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310167015.6A Pending CN116275103A (zh) 2023-02-25 2023-02-25 钨镍铁构件及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116275103A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117600494A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117600494A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法
CN117600494B (zh) * 2024-01-24 2024-04-02 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4843582B2 (ja) リン酸リチウム焼結体の製造方法およびスパッタリングターゲット
KR101108818B1 (ko) 방전표면처리용 전극의 제조방법 및 방전표면처리용 전극
JP4615527B2 (ja) 焼結用Ｓｂ−Ｔｅ系合金粉末及びこの粉末を焼結して得た焼結体スパッタリングターゲット並びに焼結用Ｓｂ−Ｔｅ系合金粉末の製造方法
JP2020536173A (ja) 付加製造部品及びその製造方法
JP6291593B2 (ja) Ｉｔｏスパッタリングターゲット及びその製造方法並びにｉｔｏ透明導電膜の製造方法
CN116275103A (zh) 钨镍铁构件及制备方法
CN112166004B (zh) 3d打印机用金属粉、造型物及造型物的制造方法
CN105731462A (zh) 球状粉末及其制备方法
CN112191854B (zh) 一种3d打印用硬质合金粉末及其应用
CN110893465A (zh) 3d打印金属粉末、3d打印及制备3d打印金属粉末的方法
Tan et al. In situ synthesis of spherical WMo alloy powder for additive manufacturing by spray granulation combined with thermal plasma spheroidization
JP5322049B2 (ja) ベリリウム材充填体およびベリリウム材充填体の成形方法
JPWO2004106587A1 (ja) 放電表面処理用電極、放電表面処理用電極の製造方法、放電表面処理装置および放電表面処理方法
JP2005290409A (ja) スパッタリングターゲット材およびその製造方法
TWI641697B (zh) 製備高純度與緻密化鎢鈦金屬之製備方法
CN116275018A (zh) 增材制造用高比重合金粉末、制备方法及应用
CN113070478B (zh) 钨铜合金喂料、制备方法、钨铜合金工件及制造方法
CN113619220B (zh) 一种层状石墨烯/钛复合材料的制备方法
CN116275017A (zh) 增材制造用的钨铜粉末、制备方法及钨铜构件
CN115109981A (zh) 一种氧化物弥散强化TaNbVTi难熔高熵合金及其制备方法和用途
KR20230009373A (ko) 알루미늄 합금 부품을 제조하기 위한 방법
KR20130007676A (ko) 소결용 Ｓｂ-Ｔｅ 계 합금 분말 및 그 분말의 제조 방법 그리고 소결체 타겟
TW201605735A (zh) 氧化物燒結體、其製造方法、濺鍍靶材及薄膜
JP2987603B2 (ja) チタン系粉末の製造方法
JP4991096B2 (ja) ＭｇＯ蒸着材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination