一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法与流程

文档序号:12769437阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于,包括以下步骤:

步骤一原料粉末的设计和制备

以W粉和/或W合金粉为原料,以低熔点金属粉末或低熔点合金粉末为辅料;按质量比,辅料:原料=5:95~20:80配取辅料和原料,混合均匀,得到混合物;所述辅料的熔点低于原料的熔点;

测量备用钢粉的熔点,定义备用钢粉的熔点为A;

步骤二共成形

在模具内先铺设一层备用钢粉,然后再铺设一层混合物;或

在模具内先铺设一层混合物,然后再铺设一层备用钢粉;

铺设完成后,在600MPa~1000MPa压力下压制成形,获得钨合金/钢复合成形坯;

步骤三

将钨合金/钢复合成形坯置于氢气或真空气氛中,于B摄氏度下进行烧结,得到钨合金/钢复合材料;

所述B/A=0.5-0.9;

在B摄氏度下进行烧结时,步骤一所配取的辅料的液化程度为75-100%。

2.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤一中,所述W合金粉选自W-La2O3合金,W-Y2O3合金,W-Y2O3合金,W-TiC合金,W-ZrC合金,W-Y合金,W-Mo合金,W-Re合金,W-K合金,W-CNT合金中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤一中,所述低熔点金属粉末选自Ni粉、Fe粉、Cu粉、Mn粉、Sn粉、Al粉中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤一中,所述低熔点合金粉末选自Ni-Fe合金粉、Fe-Cu合金粉、Ni-Cu合金粉、Ni-Mn合金粉、Ni-Fe-Cu合金粉、Ni-Fe-Al合金粉、Ni-Fe-Mn合金粉、Ni-Fe-Sn合金粉、Fe-Cu-Sn合金粉、Ni-Cu-Sn合金粉、Ni-Cu-Mn合金粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:原料的粒度为30nm~5μm、辅料的粒度为30nm~5μm。

6.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤一中备用钢粉的粒度为50~200μm。

7.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:备用钢粉为粉末冶金用合金钢。

8.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤一中,以W粉和/或W合金粉为原料,以低熔点金属粉末或低熔点合金粉末为辅料;按质量比,辅料:原料=5:95~20:80配取辅料和原料,将配取的辅料和原料置于球磨机中,进行机械球磨,得到所述混合物;所述球磨时,控制球磨转速为150-300转/min,时间为20-50小时。

9.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:步骤三中,所述烧结工艺是先以10~20℃/min的升温速率从室温升温至600~950℃,保温0.5~2h,随后继续升温至1100℃~1300℃,保温1~3h,烧结结束后随炉冷却至室温。

10.根据权利要求1所述的一种共成形共烧结钨合金/钢复合材料的粉末冶金制备方法;其特征在于:将元素金属粉末W、Ni、Cu、Sn等按照90:6.3:2.7:1的质量比称重,置于行星式球磨机中进行球磨,球磨时控制转速为200转/min、时间为20h,球磨后得到粉末粒度为100nm的混合物;以平均粒度为100μm粉末冶金用钢粉为备用钢粉;在模具内先铺设一层备用钢粉,然后再铺设一层混合物,接着800MPa压力下压制成形,获得直径为40mm的钨合金/钢圆片状复合成形坯;接着在氢气气氛下,首先以10℃/min的升温速率从室温升温至900℃,保温1h,随后继续升温至1180℃,保温2h,烧结结束后随炉冷却至室温,得到钨合金/钢复合材料;所述钨合金/钢复合材料的界面结合强度为600MPa;或

将元素金属粉末W、Ni、Cu、Sn等按照90:6.3:2.7:1的质量比称重,置于行星式球磨机中进行球磨,球磨时控制转速为250转/min、时间为30h,球磨后得到粉末粒度为80nm的混合物;以平均粒度为100μm粉末冶金用钢粉为备用钢粉;在模具内先铺设一层备用钢粉,然后再铺设一层混合物,接着600MPa压力下压制成形,获得直径为50mm的钨合金/钢圆片状复合成形坯;接着在氢气气氛下,首先以20℃/min的升温速率从室温升温至950℃,保温0.5h,随后继续升温至1150℃,并在1150℃烧结3h,得到钨合金/钢复合材料;所述钨合金/钢复合材料的界面结合强度为540MPa。

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