本发明涉及电介质材料制造领域，具体涉及一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法。
背景技术：
wc-ni硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境。由于ni属于面心立方(f.c.c)晶系，塑性很好，在湿磨过程中容易发生塑性变形，形成片状的ni粉团。工业生产以ni作为粘结剂的硬质合金的球磨时间要长，即便是这样，也不能保证ni粉的均匀细化，这是基于ni粉存在着与co粉截然不同的细化机理。
现有技术中主要通过添加合金元素，细化wc晶粒，通过严格的工艺控制，减少孔隙和缺陷等方法来改善wc-ni硬质合金的性能。采用传统方法制备的wc-ni混合料在真空烧结条件下常出现“镍池”和孔洞。“镍池”和孔洞会严重影响合金的综合性能，比如强度、耐磨性、耐腐蚀性等。
形状记忆合金（shapememoryalloy，sma）是指经过适当变形后，在一定物理条件变化下能自动做功而恢复变形前形状的合金。形状记忆合金因其具有较高的可恢复性形变，已成为一种重要的功能材料，获得了广泛应用。镍钛系形状记忆具有记忆恢复原形、无磁性、耐磨耐蚀、耐高温、无毒性的特点。不过，当前的形状记忆合金的屈服强度一般在700mpa以下。
技术实现要素：
本发明提供一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法，该方法制备的钨镍材料解决了传统细晶硬质合金制备过程中常出现“镍池”和孔洞的问题，本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨镍合金表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。
为了实现上述目的，本发明提供了一种稀土记忆合金层的钨镍合金的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备基体
按以下重量组份配制混合粉
碳化钨，90.1％-92.8％，费氏粒度0.8-1μm；
镍粉，5％-6％，费氏粒度0.5-1.0μm；
碳化铬，余量；
将上述配比的混合粉进行湿磨；其中球磨时间分段控制；先将碳化物粉及添加剂碳化铬加入球磨筒湿磨12-16小时，再加入镍粉湿磨14-18小时；
将球磨完毕的混合料料浆干燥；
将干燥混合料压制成所需形状的压制品；
将压制品放在烧结炉内高温烧结，烧结温度为1450-1470℃，保温时间70-90min，烧结压力为4.5-5.0mpa，获得钨镍合金基体；
（2）基体预处理
所述基体预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；
（3）制备稀土记忆合金靶材
该稀土记忆合金靶材由钛、镍、铝、钇、铬、硅元素构成；
按重量份包括如下组分：钛55-65份，镍10-12份；铝6-9份；钇1-3份、铬4-6份；硅1-2份；
采用熔炼法制备得到稀土记忆合金靶材；
（4）采用上述合金靶材，使用磁控溅射方法，在上述基体上形成薄膜状的稀土记忆合金层：
抽真空至10-4pa以上，充入氮气，然后再抽真空至10-4pa，调整工作电压为500v，溅射占空比65-68%，开始进行溅射沉积，控制厚度为150-250μm得到薄膜状的稀土记忆合金层；
启动轧机系统，设定上下轧辊的速比为1.2-1.5，设定每次轧制形变量为2-3%；设定低速辊的速度为0.05-0.1m/s，开始具有稀土记忆合金层的钨镍合金的轧制过程；一次轧制过后，重复进行轧制3-5次，轧制过程中，保持环境温度为-30至-20摄氏度；在150-200摄氏度进行低温热处理1-2h，得到产品。
本发明具备以下优点：
（1）该方法制备的钨镍材料解决了传统细晶硬质合金制备过程中常出现“镍池”和孔洞的问题，多层薄膜结构不但可以阻碍氧空位的迁移；
（2）本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钨镍合金表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。
具体实施方式
实施例一
按以下重量组份配制混合粉：
碳化钨，90.1％，费氏粒度0.8-1μm；
镍粉，5％，费氏粒度0.5-1.0μm；
碳化铬，余量。
将上述配比的混合粉进行湿磨；其中球磨时间分段控制；先将碳化物粉及添加剂碳化铬加入球磨筒湿磨12小时，再加入镍粉湿磨14小时。
将球磨完毕的混合料料浆干燥。
将干燥混合料压制成所需形状的压制品。
将压制品放在烧结炉内高温烧结，烧结温度为1450℃，保温时间70-90min，烧结压力为4.5mpa，获得钨镍合金基体。
基体预处理，所述基体预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗。所述研磨抛光，可将基体先在600目的金刚石砂轮盘上进行粗磨10min，然后在1200目的金刚石砂轮盘上进行细磨10min，再用w2.5的金刚石抛光粉进行抛光至试样表面均匀光亮，所述超声清洗，可将研磨抛光后的基体按以下顺序清洗，丙酮超声清洗5min→无水乙醇超声清洗5min→烘干待用，所述离子源清洗，可采用霍尔离子源对基体进行清洗5min，压强为2×10-2pa，基体温度为300℃，氩气通量为10sccm，偏压为-100v，阴极电流为29.5a，阴极电压为19v，阳极电流为7a，阳极电压为80v，以清除基体表面的吸附气体以及杂质，提高沉积涂层与基体的结合强度以及成膜质量。
制备稀土记忆合金靶材，该稀土记忆合金靶材由钛、镍、铝、钇、铬、硅元素构成；按重量份包括如下组分：钛55份，镍10份；铝6份；钇1份、铬4份；硅1份；采用熔炼法制备得到稀土记忆合金靶材。
采用上述合金靶材，使用磁控溅射方法，在上述基体上形成薄膜状的稀土记忆合金层：抽真空至10-4pa以上，充入氮气，然后再抽真空至10-4pa，调整工作电压为500v，溅射占空比65%，开始进行溅射沉积，控制厚度为150μm得到薄膜状的稀土记忆合金层。
启动轧机系统，设定上下轧辊的速比为1.2，设定每次轧制形变量为2%；设定低速辊的速度为0.05m/s，开始具有稀土记忆合金层的钨镍合金的轧制过程；一次轧制过后，重复进行轧制3次，轧制过程中，保持环境温度为-30至-20摄氏度；在150摄氏度进行低温热处理1h，得到产品。
实施例二
按以下重量组份配制混合粉：
碳化钨，92.8％，费氏粒度0.8-1μm；
镍粉，6％，费氏粒度0.5-1.0μm；
碳化铬，余量。
将上述配比的混合粉进行湿磨；其中球磨时间分段控制；先将碳化物粉及添加剂碳化铬加入球磨筒湿磨16小时，再加入镍粉湿磨18小时。
将球磨完毕的混合料料浆干燥。
将干燥混合料压制成所需形状的压制品。
将压制品放在烧结炉内高温烧结，烧结温度为1470℃，保温时间90min，烧结压力为5.0mpa，获得钨镍合金基体。
基体预处理，所述基体预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗。所述研磨抛光，可将基体先在600目的金刚石砂轮盘上进行粗磨10min，然后在1200目的金刚石砂轮盘上进行细磨10min，再用w2.5的金刚石抛光粉进行抛光至试样表面均匀光亮，所述超声清洗，可将研磨抛光后的基体按以下顺序清洗，丙酮超声清洗5min→无水乙醇超声清洗5min→烘干待用，所述离子源清洗，可采用霍尔离子源对基体进行清洗5min，压强为2×10-2pa，基体温度为300℃，氩气通量为10sccm，偏压为-100v，阴极电流为29.5a，阴极电压为19v，阳极电流为7a，阳极电压为80v，以清除基体表面的吸附气体以及杂质，提高沉积涂层与基体的结合强度以及成膜质量。
制备稀土记忆合金靶材，该稀土记忆合金靶材由钛、镍、铝、钇、铬、硅元素构成；按重量份包括如下组分：钛65份，镍12份；铝9份；钇3份、铬6份；硅2份；采用熔炼法制备得到稀土记忆合金靶材。
采用上述合金靶材，使用磁控溅射方法，在上述基体上形成薄膜状的稀土记忆合金层：抽真空至10-4pa以上，充入氮气，然后再抽真空至10-4pa，调整工作电压为500v，溅射占空比68%，开始进行溅射沉积，控制厚度为250μm得到薄膜状的稀土记忆合金层。
启动轧机系统，设定上下轧辊的速比为1.5，设定每次轧制形变量为3%；设定低速辊的速度为0.1m/s，开始具有稀土记忆合金层的钨镍合金的轧制过程；一次轧制过后，重复进行轧制5次，轧制过程中，保持环境温度为-20摄氏度；在200摄氏度进行低温热处理2h，得到产品。