专利名称：一种高比重钨合金的烧结工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种高比重钨合金的烧结工艺。
背景技术：
90WNiFe合金和93WNiFe合金属于低钨含量高比重钨合金，现有高比重钨合金的烧结工艺普遍采用一次烧结，烧结得到的产品废品率高，原料利用率低，使得高比重钨合金的生产成本一直高居不下。以含钨量90wt%的90WNiFe合金及含钨量93%的93WNiFe合 金为例，采用现有工艺烧结的90WNiFe合金的原料利用率仅为60%，采用现有工艺烧结的93WNiFe合金的原料利用率仅为63%，原料浪费严重。
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的烧结工艺。该工艺采用两次烧结，降低了烧结变形量，提高了原料的利用率，从而降低了产品的生产成本，采用本发明的烧结工艺制备的合金，废品率极低，原料利用率得到大幅度提高，制备的合金符合相关的材料标准要求。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的烧结工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤步骤一、按照高比重钨合金90WNiFe合金的名义成分配料，经常规方法混料后压型得到90WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述90WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在烧结温度为1400°C 1420°C，推舟速度为7mm/s 10mm/s的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；或者将步骤一中所述90WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1400°C 1420°C，保温时间为30min 50min的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在烧结温度为1410°C 1430°C，推舟速度为7mm/s 10mm/s的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到90WNiFe合金；或者将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1410°C 1430°C，保温时间为30min 50min的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到90WNiFe合金。上述的一种高比重钨合金的烧结工艺，步骤二中所述一次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气作为保护气体。上述的一种高比重钨合金的烧结工艺，步骤三中所述二次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气或氢气作为保护气体。本发明的另一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤步骤一、按照高比重钨合金93WNiFe合金的名义成分配料，经常规方法混料后压型得到93WNiFe合金压坯；
步骤二、将步骤一中所述93WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在烧结温度为1400°C 1450°C，推舟速度为7mm/s 10mm/s的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；或者将步骤一中所述93WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1400°C 1450°C，保温时间为30min 50min的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在烧结温度为1440°C 1480°C，推舟速度为7mm/s 10mm/s的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到93WNiFe合金；或者将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1440°C 1480°C，保温时间为30min 50min的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到93WNiFe合 金。上述的一种高比重钨合金的烧结工艺，步骤二中所述一次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气作为保护气体。上述的一种高比重钨合金的烧结工艺，步骤三中所述二次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气或氢气作为保护气体。本发明与现有技术相比具有以下优点I、由于破坏钨骨架形成颗粒重排所需的活化能高于正常粉末烧结所需的活化能，因此本发明先通过较低温度的一次烧结，使合金压坯形成具有一定几何外形的钨骨架，并使合金压坯中粉末颗粒之间的范德华力变成具有一定强度金属键力，然后进行二次烧结，由于二次烧结温度与一次烧结温度偏差不是很大，在二次烧结过程中钨骨架很难破坏，从而使钨合金保持原有压坯的形状，保证产品的变形量，达到降低烧结变形的目的。2、采用本发明两次烧结的温度，可有效控制钨合金材料中的烧结液相量，增加烧结体粘度，降低烧结体流动性，使高温下烧结坯具有保持原压坯形状的能力，不发生较大变形。3、本发明采用两次烧结，降低了材料在烧结过程中的变形量，提高了原料的利用率，从而降低了产品的生产成本。4、采用本发明的烧结工艺制备的高比重钨合金废品率极低(小于1%)，原料利用率得到大幅度提高，制备的高比重钨合金符合GJB1074，MIL-T-21014, B777等相关行业标准。5、采用本发明的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至17%以下，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至73%以上。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg以上，节约成本5万元以上；采用本发明的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%以下，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%以上。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg以上，节约成本4万元以上。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
具体实施例方式实施例I步骤一、按照高比重钨合金90WNiFe合金的名义(90W-7Ni_3Fe)成分配料，经常规方法混料后压型得到90WNiFe合金压坯；
步骤二、将步骤一中所述90WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1400°C，推舟速度为7mm/s的条件下进行一次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1410°C，推舟速度为7mm/s的条件下进行二次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到90WNiFe 合金。
采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本6万元以上。实施例2本实施例与实施例I相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1420°C，一次烧结的推舟速度为lOmm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1430°C，二次烧结的推舟速度为10mm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本6万元以上。实施例3本实施例与实施例I相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1410°C，一次烧结的推舟速度为8mm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1420°C，二次烧结的推舟速度为8mm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本6万元以上。实施例4步骤一、按照高比重钨合金90WNiFe合金的名义成分(90W-7Ni_3Fe)配料，经常规方法混料后压型得到90WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述90WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1410°C的条件下保温40min进行一次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应炉中，在氢气保护下，烧结温度为14200C的条件下保温40min进行二次烧结，然后在氢气保护下随炉冷却，得到90WNiFe合金。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至17%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至73%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。实施例5本实施例与实施例4相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1400°C，一次烧结的保温时间为50min ;所述二次烧结的烧结温度为1410°C，二次烧结的保温时间为50min。
采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至17%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至73%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。实施例6本实施例与实施例4相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1420°C，一次烧结的保温时间为30min ;所述二次烧结的烧结温度为1430°C，二次烧结的保温时间为30min。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至17%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至73%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。 实施例7步骤一、按照高比重钨合金90WNiFe合金的名义成分(90W-7Ni_3Fe)配料，经常规方法混料后压型得到90WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述90WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在烧结温度为1420°C，推舟速度为lOmm/s的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1430°C的条件下保温40min进行二次烧结，然后随炉冷却，得到90WNiFe合金。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。实施例8本实施例与实施例7相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1400°C，一次烧结的推舟速度为8mm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1420°C，二次烧结的保温时间为30min。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。实施例9本实施例与实施例7相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1410°C，一次烧结的推舟速度为7mm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1410°C，二次烧结的保温时间为50min。采用本实施例的烧结工艺生产2吨90WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的23%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的60%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料400kg,节约成本5万元以上。实施例10步骤一、按照高比重钨合金93WNiFe合金的名义成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，经常规方法混料后压型得到93WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述93WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1400°C的条件下保温50min进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；
步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在烧结温度为1440°C，推舟速度为7mm/s的条件下进行二次烧结，然后随炉冷却，得到93WNiFe合金。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至13%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至78%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本5万元以上。实施例11本实施例与实施例10相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1450°C，保温时间为30min ;所述二次烧结的烧结温度为1480°C，推舟速度为lOmm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至13%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至78%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本5万元以上。实施例12本实施例与实施例10相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1430°C，保温时间为40min ;所述二次烧结的烧结温度为1460°C，推舟速度为9mm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至13%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至78%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料500kg，节约成本5万元以上。实施例13步骤一、按照高比重钨合金93WNiFe合金的名义成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，经常规方法混料后压型得到93WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述93WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1450°C，推舟速度为10mm/S的条件下进行一次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在氢气保护下，烧结温度为1480°C，推舟速度为10mm/S的条件下进行二次烧结，然后在氢气保护下随炉冷却，得到93WNiFe 合金。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg,节约成本4万元以上。实施例14本实施例与实施例13相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1440°C，推舟速度为9mm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1450°C，推舟速度为8mm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg,节约成本4万元以上。实施例15本实施例与实施例13相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为 1400°C，推舟速度为7mm/s ;所述二次烧结的烧结温度为1440°C，推舟速度为7mm/s。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg,节约成本4万元以上。实施例16步骤一、按照高比重钨合金93WNiFe合金的名义成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，经常规方法混料后压型得到93WNiFe合金压坯；步骤二、将步骤一中所述93WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1420°C的条件下保温45min进行一次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到预烧结坯；步骤三、将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在氨分解气保护下，烧结温度为1450°C的条件下保温35min进行二次烧结，然后在氨分解气保护下随炉冷却，得到93WNiFe合金。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg，节约成本5万元以上。实施例17本实施例与实施例16相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1400°C，保温时间为50min ;所述二次烧结的烧结温度为1440°C，保温时间为50min。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg，节约成本5万元以上。实施例18本实施例与实施例16相同，其中不同之处在于所述一次烧结的烧结温度为1450°C，保温时间为30min ;所述二次烧结的烧结温度为1480°C，保温时间为30min。采用本实施例的烧结工艺生产2吨93WNiFe合金产品，烧结变形量从现有常规工 艺的20%减少至14%，材料利用率由现有常规工艺的63%提高至75%。与现有常规烧结工艺相比，节省原料300kg，节约成本5万元以上。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本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。
权利要求
1.一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤 步骤一、按照高比重钨合金90WNiFe合金的名义成分配料，经常规方法混料后压型得到90WNiFe合金压坯； 步骤二、将步骤一中所述90WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在烧结温度为1400°C 1420°C，推舟速度为7mm/s lOmm/s的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；或者将步骤一中所述90WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1400°C 1420°C，保温时间为30min 50min的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯； 步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在烧结温度为1410°C 1430°C，推舟速度为7mm/s lOmm/s的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到90WNiFe合金；或者将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1410°C 1430°C，保温时间为30min 50min的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到90WNiFe合金。
2.根据权利要求I所述的一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，步骤二中所述一次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气作为保护气体。
3.根据权利要求I所述的一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，步骤三中所述二次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气或氢气作为保护气体。
4.一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤 步骤一、按照高比重钨合金93WNiFe合金的名义成分配料，经常规方法混料后压型得到93WNiFe合金压坯； 步骤二、将步骤一中所述93WNiFe合金压坯送入马弗炉中，在烧结温度为1400°C 1450°C，推舟速度为7mm/s lOmm/s的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯；或者将步骤一中所述93WNiFe合金压坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1400°C 1450°C，保温时间为30min 50min的条件下进行一次烧结，然后随炉冷却，得到预烧结坯； 步骤三、将步骤二中所述预烧结坯送入马弗炉中，在烧结温度为1440°C 1480°C，推舟速度为7mm/s lOmm/s的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到93WNiFe合金；或者将步骤二中所述预烧结坯置于中频感应烧结炉中，在烧结温度为1440°C 1480°C，保温时间为30min 50min的条件下进行二次烧结，随炉冷却后得到93WNiFe合金。
5.根据权利要求4所述的一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，步骤二中所述一次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气作为保护气体。
6.根据权利要求4所述的一种高比重钨合金的烧结工艺，其特征在于，步骤三中所述二次烧结过程和随炉冷却过程中均采用氨分解气或氢气作为保护气体。
全文摘要
本发明公开了一种高比重钨合金的烧结工艺，该方法为步骤一、按照高比重钨合金的名义成分配料，经常规方法混料后压型得到合金压坯；步骤二、对合金压坯进行一次烧结，随炉冷却得到预烧结坯；步骤三、对经预烧结坯进行二次烧结，随炉冷却得到合金。本发明采用两次烧结，降低了材料在烧结过程中的变形量，提高了原料的利用率，从而降低了产品的生产成本；采用本发明两次烧结的温度，可有效控制钨合金材料中的烧结液相量，增加烧结体粘度，降低烧结体流动性，使高温下烧结坯具有保持原压坯形状的能力，不发生较大变形。
文档编号C22C27/04GK102634683SQ20121015264
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者刘晓丹, 张广卫, 王义民, 罗崇玲, 翁红卫, 郑军 申请人:西安华山钨制品有限公司