本发明涉及一种钨合金及其制备方法。
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。
1907年，一种低镍含量的钨合金问世， 它是通过机械加工方法制备的，但是严重的脆性妨碍了它的应用。直到1909年，美国通用电器公司的库利奇(w．D．Coolidge)通过粉末冶金法制得 钨坯条，再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝，从而奠定了钨丝加工业的基础，也奠定了粉末冶金的基础。
然而这种“延性”钨合金在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年，平奇(Pintsch)发明了钍钨丝(ThO2的 含量为1%～2%)，从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初，灯丝的下垂(见钨丝的抗下垂性能)并不是一个问题，因为此时的灯丝是直丝，但1913年以后， 兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝，这样，当灯泡使用时，高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂，因而纯钨和钍钨都难以满足使用要求。
为了解决钨丝下垂和寿命短等问题，1917年，柏斯(A．Pacz)发明了高温下“不变形”的钨合金。起初，他在制备纯钨时采用耐火坩埚焙烧WO3，无意中发现用这种WO3还原所得钨粉制成的钨丝螺旋，经再结晶后异常神秘地不再下垂。随后，经过218次反复实验验证，他终于发现在钨酸(WO3·H2O)中添加钾和钠的硅酸盐，经过还原、压制、烧结、加工等制得的钨丝，再结晶后形成相当粗的晶粒结构，既不软又抗下垂，这是最早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础，直到现在美国仍称不下垂钨丝为“218钨丝”，以纪念柏斯的这项重大发现。
掺杂钨合金的生产工序冗长，包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。
掺杂钨合金的生产通常选用仲钨酸铵(APT)为原料。从钨精矿制取仲钨酸铵除了传 统的经典工艺外，20世纪50年代国际上开展了萃取法和离子交换法的研究，中国在70年代也采用了这些工艺，从而简化了工艺流程，提高了钨的回收率。20世纪60年代以来，许多国家都相继采用蓝色氧化钨掺杂工艺代替三氧化钨掺杂，从而提高了掺杂效果。钨粉的酸洗是20世纪60年代开始应用于生产的，其主要目的在于洗去钨粉中多余的掺杂剂、超细粉和部分有害杂质，从而改善加工性能，提高钨丝的高温性能。从20世纪60年代开始，孔型轧制法不断得到应用。孔型轧制是使坯料在一对旋转着的轧辊的孔 型中通过，在轧辊压力的作用下使断面减缩和长度延伸。
虽然只有少部分钨矿最终被做成灯钨丝和类似的产品，钨在科学上和技术上所承担的最重要的意义就是其研究成果向实际应用的转换。所获得的知识在粉末冶金新的领域，尤其是在硬质合金的制造上具有不可估量的价值。然而，目前市面上的钨合金强度不足。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种强度高的钨合金及其制备方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种钨合金，包括以下重量份数配比的原料：钨100-102份、铝10-12份、铜8-10份、氧化钼1-3份、锰4-6份、硼化钒1-3份、氧化钕2-4份、锡1-3份、氧化镝1-3份、氧化镨2-4份、氧化钇5-7份、三氧化二铬2-4份、碳化硼1-3份、钛白粉6-8份、碳化硅1-3份和石墨粉1-3份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨102份、铝10份、铜8份、氧化钼1份、锰4份、硼化钒1份、氧化钕2份、锡1份、氧化镝1份、氧化镨2份、氧化钇5份、三氧化二铬2份、碳化硼1份、钛白粉6份、碳化硅1份和石墨粉1份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨100份、铝12份、铜10份、氧化钼3份、锰6份、硼化钒3份、氧化钕4份、锡3份、氧化镝3份、氧化镨4份、氧化钇7份、三氧化二铬4份、碳化硼3份、钛白粉8份、碳化硅3份和石墨粉3份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨101份、铝11份、铜9份、氧化钼2份、锰5份、硼化钒2份、氧化钕3份、锡2份、氧化镝2份、氧化镨3份、氧化钇6份、三氧化二铬3份、碳化硼2份、钛白粉7份、碳化硅2份和石墨粉2份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种钨合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨100-102份、铝10-12份、铜8-10份、氧化钼1-3份和锰4-6份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至1100℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将硼化钒1-3份、氧化钕2-4份、锡1-3份、氧化镝1-3份、氧化镨2-4份、氧化钇5-7份、三氧化二铬2-4份、碳化硼1-3份、钛白粉6-8份、碳化硅1-3份和石墨粉1-3份一起倒入到步骤1）制得的液体混合金属中，并继续加热10分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得钨合金。
本发明的有益效果是：通过添加有氧化镝、氧化镨、氧化钇等含有稀土元素的物质对钨进行改性，使得钨的相结构和微观组织都发生很大的变化，并且添加了三氧化二铬和碳化硼进行进一步加强，使得成品具有优秀的强度。
具体实施方式
实施例1：
一种钨合金，包括以下重量份数配比的原料：钨102份、铝10份、铜8份、氧化钼1份、锰4份、硼化钒1份、氧化钕2份、锡1份、氧化镝1份、氧化镨2份、氧化钇5份、三氧化二铬2份、碳化硼1份、钛白粉6份、碳化硅1份和石墨粉1份。
一种钨合金的制备方法包括以下步骤：
1）将钨102份、铝10份、铜8份、氧化钼1份和锰4份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至1100℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将硼化钒1份、氧化钕2份、锡1份、氧化镝1份、氧化镨2份、氧化钇5份、三氧化二铬2份、碳化硼1份、钛白粉6份、碳化硅1份和石墨粉1份一起倒入到步骤1）制得的液体混合金属中，并继续加热10分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得钨合金。
实施例2：
一种钨合金，包括以下重量份数配比的原料：钨100份、铝12份、铜10份、氧化钼3份、锰6份、硼化钒3份、氧化钕4份、锡3份、氧化镝3份、氧化镨4份、氧化钇7份、三氧化二铬4份、碳化硼3份、钛白粉8份、碳化硅3份和石墨粉3份。
一种钨合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨100份、铝12份、铜10份、氧化钼3份和锰6份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至1100℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将硼化钒3份、氧化钕4份、锡3份、氧化镝3份、氧化镨4份、氧化钇7份、三氧化二铬4份、碳化硼3份、钛白粉8份、碳化硅3份和石墨粉3份一起倒入到步骤1）制得的液体混合金属中，并继续加热10分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得钨合金。
实施例3：
一种钨合金，包括以下重量份数配比的原料：钨101份、铝11份、铜9份、氧化钼2份、锰5份、硼化钒2份、氧化钕3份、锡2份、氧化镝2份、氧化镨3份、氧化钇6份、三氧化二铬3份、碳化硼2份、钛白粉7份、碳化硅2份和石墨粉2份。
一种钨合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨101份、铝11份、铜9份、氧化钼2份和锰5份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至1100℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将硼化钒2份、氧化钕3份、锡2份、氧化镝2份、氧化镨3份、氧化钇6份、三氧化二铬3份、碳化硼2份、钛白粉7份、碳化硅2份和石墨粉2份一起倒入到步骤1）制得的液体混合金属中，并继续加热10分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得钨合金。
实验例
将本发明的钨合金作为实验组，现有的钨合金作为对照组进行对照实验，具体结果如下表所示：
通过对2组实验进行检查，本发明的钨合金与现有的普通的钨合金相比硬度和抗压强度高。
本发明的有益效果是：通过添加有氧化镝、氧化镨、氧化钇等含有稀土元素的物质对钨进行改性，使得钨的相结构和微观组织都发生很大的变化，并且添加了三氧化二铬和碳化硼进行进一步加强，使得成品具有优秀的强度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。