专利名称：一种钨基高比重合金薄板的制备方法
技术领域：
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种钨基高比重合金薄板的制备方法。
背景技术：
目前，在航空器件、辐射屏、射线挡板及化工方面需求大量的钨基高比重合金薄 板，由于生产方法的限制，使得其制造成本较高。国内外生产技术一般分为粉冶轧制加液相 烧结法、烧结坯料线切割法以及包套轧制厚板坯加反复真空热处理法。前两种方法生产的 板材受规格的限制，且其中线切割法生产成本比较高；第三种方法是采用粉末冶金制坯加 后续的热塑性加工生产板材，在轧制过程中由于材料本身特性易产生裂纹，采用包套轧制 过程中成品率低、周期长、能耗高、成本高。
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，提供一种生产流程 少，成品率高，适合批量生产的钨基高比重合金薄板的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种钨基高比重合金薄板的制 备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2. 8 y m 3. 2 P m的钨粉按比例称重后置于混 料机中混合得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85% 97%，镍粉和铁粉为余 量，其中镍粉与铁粉的质量比为7 3；(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均勻后制粒，得到粒度为 40 y m 80 y m的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的 2% ；所述蜡 基粘结剂由以下重量百分比的原料组成石蜡50% 70%，硬脂酸 2%，余量为微晶 蜡；(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm 4mm的坯料，然后 将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，升温至1490°C 1500°C后保温lh 3h，制得板 坯；(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700°C 900°C的条件下轧制成厚度为 0. 1mm 1. 5mm的薄板材；(5)将步骤⑷中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100°C 1200°C的条 件下保温30min 60min，随炉冷却得到钨基高比重合金薄板。上述步骤(1)中所述混合的制度为钢球与需混合粉末的质量比为5 1 2，滚 筒转速为40r/min 60r/min，混料3h时停歇20min，然后再混料3h。上述步骤(3)中所述升温的速率为10°C /min。上述步骤(4)中所述轧制的制度为第一道次的加工率为10% 20%，随后每道 次加工率为10% 15%，直至将板坯轧制到最终厚度为0. 1mm 1. 5mm的薄板材。本发明与现有技术相比具有以下优点本发明的方法采用钨粉、镍粉和铁粉为原料，合理控制镍、铁比例，并经过特殊混料、制粒，压制出2mm 4mm厚的坯料，烧结制得板 坯，然后轧制，其轧制过程中不需真空退火就可直接轧制到成品厚度尺寸。本发明的生产流 程少，成品率高，适合批量生产钨基高比重合金薄板，生产的钨基高比重合金薄板可广泛应 用于医疗、电子、核军工、化学冶金和机械加工等行业。本发明生产的钨基高比重合金薄板 表面光洁，尺寸符合要求，生产的厚度为1mm 1. 5mm的钨基高比重合金薄板的拉伸强度为 600MPa 900MPa，延伸率为 1. 5% 3%。下面通过实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
具体实施例方式实施例1(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2.8 ym的钨粉按比例称重后混粉得到混合 料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85%，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量 比为7 3;所述混粉的制度为采用钢球与原料粉末的质量比为5 2，滚筒转速为40r/ min,混料3h时停歇20min，然后再混料3h ；(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均勻后制粒，得到粒度为 40pm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的；所述蜡基粘结剂由以下 重量百分比的原料混合而成石蜡50%，硬脂酸1%，余量为微晶蜡；(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为4mm的坯料，然后将坯料置 于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10°c /min的速率升温至1490°C后保温3h，制得板坯；(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700°C的条件下轧制，轧制时第一道次的加工 率为10%，随后每道次加工率为15%，直至将板坯轧制到最终厚度为1.5mm的薄板材；(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1200°C的条件下保温 60min退火，得到厚度为1. 5mm的钨基高比重合金薄板。本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求，薄板的拉伸强度 为600MPa 900MPa，延伸率为1. 5% 3%。实施例2(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为3. 2i!m的钨粉按比例称重后混粉得到混合 料；所述混合料中钨粉的质量百分数为97%，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量 比为7 3;所述混粉的制度为采用钢球与原料粉末的质量比为5 1，滚筒转速为60r/ min,混料3h时停歇20min，然后再混料3h ；(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均勻后制粒，得到粒度为 80 ym的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的2% ；所述蜡基粘结剂由以下 重量百分比的原料混合而成石蜡60%，硬脂酸1. 5%，余量为微晶蜡；(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm的坯料，然后将坯料置 于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10°c /min的速率升温至1500°C后保温lh，制得板坯；(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为900°C的条件下轧制，轧制时第一道次的加工 率为20%，随后每道次加工率为13%，直至将板坯轧制到最终厚度为0. 1mm的薄板材；(5)将步骤⑷中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100°C的条件下保温 30min退火，得到厚度为0. 1mm的钨基高比重合金薄板。
本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求。实施例3(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为3.0 ym的钨粉按比例称重后混粉得到混合 料；所述混合料中钨粉的质量百分数为91%，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量 比为7 3;所述混粉的制度为采用钢球与原料粉末的质量比为5 1.5，滚筒转速为50r/ min,混料3h时停歇20min，然后再混料3h ；(2)向步骤⑴中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均勻后制粒，得到粒度为 60 ym的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1. 5% ；所述蜡基粘结剂由以 下重量百分比的原料混合而成石蜡70%，硬脂酸2%，余量为微晶蜡；(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为3mm的坯料，然后将坯料置 于烧结炉内，在氢气气氛保护下，以10°c /min的速率升温至1495°C后保温2h，制得板坯；(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为800°C的条件下轧制，轧制时第一道次的加工 率为15%，随后每道次加工率为10%，直至将板坯轧制到最终厚度为0. 8mm的薄板材；(5)将步骤⑷中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1150°C的条件下保温 45min退火，得到厚度为0. 8mm的钨基高比重合金薄板。本实施例制备的钨基高比重合金薄板表面光洁，尺寸符合要求。
权利要求
一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将镍粉、铁粉和费氏平均粒度为2.8μm～3.2μm的钨粉按比例称重后置于混料机中混合得到混合料；所述混合料中钨粉的质量百分数为85％～97％，镍粉和铁粉为余量，其中镍粉与铁粉的质量比为7∶3；(2)向步骤(1)中所述混合料中加入蜡基粘结剂，混合均匀后制粒，得到粒度为40μm～80μm的粉末颗粒；所述蜡基粘结剂的加入量为混合料质量的1％～2％；所述蜡基粘结剂由以下重量百分比的原料组成石蜡50％～70％，硬脂酸1％～2％，余量为微晶蜡；(3)将步骤(2)中所述粉末颗粒通过模压压制成厚度为2mm～4mm的坯料，然后将坯料置于烧结炉内，在氢气气氛保护下，升温至1490℃～1500℃后保温1h～3h，制得板坯；(4)将步骤(3)中所述板坯在温度为700℃～900℃的条件下轧制成厚度为0.1mm～1.5mm的薄板材；(5)将步骤(4)中所述薄板材置于真空退火炉内，在温度为1100℃～1200℃的条件下保温30min～60min，随炉冷却得到钨基高比重合金薄板。
2.根据权利要求1所述的一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤(1) 中所述混合的制度为钢球与需混合粉末的质量比为5 1 2，滚筒转速为40r/min 60r/min,混料3h时停歇20min，然后再混料3h。
3.根据权利要求1所述的一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤(3) 中所述升温的速率为10°c /min。
4.根据权利要求1所述的一种钨基高比重合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤 (4)中所述轧制的制度为第一道次的加工率为10% 20%，随后每道次加工率为10% 15%，直至将板坯轧制到最终厚度为0. Imm 1. 5mm的薄板材。
全文摘要
本发明公开了一种钨基高比重合金薄板的制备方法，该方法采用钨粉、镍粉和铁粉为原料，合理控制镍、铁比例，并经过混料、制粒，压制出2mm～4mm厚的坯料，烧结制得板坯，然后轧制，其轧制过程中不需真空退火就可直接轧制到成品厚度尺寸的薄板材，对薄板材进行真空退火得到钨基高比重合金薄板。本发明的生产流程少，成品率高，适合批量生产钨基高比重合金薄板，生产的钨基高比重合金薄板可广泛应用于医疗、电子、核军工、化学冶金和机械加工等行业。
文档编号B22F5/00GK101983806SQ20101057501
公开日2011年3月9日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者丁旭, 侯军涛, 李文超, 淡新国, 白锋, 邓自南 申请人:西安瑞福莱钨钼有限公司