4A1粉全部加入，制得2024A1粉包覆WC颗粒混合粉末，卸料。本工序中，2024A1 粉单次加入量均等，总混料时间为1~2h。
[0046] 步骤5,将卸下的包覆混合粉末装入模具中，并在粉末冶金液压机上压制成型，压 制压力50~70MPa，保压时间20~30秒。
[0047] 步骤6,将步骤5制得的密实压坯盛入石英坩埚并放入真空除气炉中，以5~ 15°C /min的升温速率由室温升至300°C，并保温0.5~lh，再以5~15°C /min升温至 350°C，保温0. 5~lh，随后再以5~15°C /min升温至450°C并保温1~2h，随炉冷却至室 温，制得WCp/2024Al致密化压坯。
[0048] 本发明中，WC颗粒分布微观均匀性评价为樊建中等于1998年在第34卷第11期 《金属学报》上发表文章"铝基复合材料增强体颗粒分布均匀性的研究"中的评价方法，即将 步骤5制得的WCp/2024Al密实压坯样品进行金相打磨、抛光后，在光学金相显微镜下观察， 采用图像处理软件对采集的图像进行区域划分和统计计算，获得相对标准偏差S和偏聚程 度β。S反映不同微区内WC颗粒数量的分布情况。S越小，表明各微区之间WC颗粒数量的 分布越均匀；β描述了 WC颗粒的偏聚程度。β值越小，表明WC颗粒偏聚程度越小。
[0049] 实施例1
[0050] 按WC粉：2024Α1粉质量比为2:1分别称取WC粉66g、2024Al粉33g。将称取的WC 粉倒入荸荠式包衣机上的包衣锅（直径为300mm)中，设置包衣机主机转速为1000r/min，将 质量浓度为8%的PMMA丙酮溶液以雾状喷洒在WC粉表面，观察到WC粉末基本润湿后，加 入2024A1粉3g，混料5min，待2024A1粉几乎全部包覆在WC颗粒表面后，刮落沾附在包衣 锅锅壁上的WC颗粒，再次以雾状向WC颗粒喷洒PMMA丙酮溶液，直至WCp/2024Al混合粉末 基本润湿后，再次加入2024A1粉3g，混料5min，重复操作前述过程直到所称取的2024A1粉 全部加完为止。
[0051] 将混合粉末转移到模具中，在粉末冶金液压机上施加 70MPa压力压制成直径10mm 的密实压坯后，对其进行打磨、抛光和微观形貌观察，采用Image-Pro图像处理软件对所拍 摄显微照片中的WC颗粒分布均匀性进行定量评价。
[0052] 将WCp/2024Al密实坯体盛入石英坩埚并放入真空除气炉中，以10°C /min的升温 速率由室温升至300°C，并保温0. 5h，再以15°C /min升温至350°C，保温0. 5h，随后以15°C / min升温至450°C并保温2h，随炉冷却至室温，制备得WCp/2024Al致密化混合料。
[0053] 分别采用红外CS600碳硫分析仪、RH-404定氢仪和TC600氧氮分析仪对WC、 2024A1混料前后C、Η和0元素含量进行测定，结果见表一。
[0054] 本实施例中，WCp/2024Al混合粉末的微观形貌如图1所示，WC颗粒被2024Α1粉末 致密包覆，效果明显。密实坯体断面的宏观和微观典型形貌分别如图2和图3所示，断面无 明显WC颗粒偏聚现象，图3中WC颗粒分散在2024Α1基体中，彼此间距适中，S和β分别 为1. 26和42. 3 %，WC颗粒分散效果优良。WC、2024Α1混料前后C、Η和0元素含量见表1， 表明经真空除气后样品中有机物残留量很低。
[0055] 表1实施例lWCp/2024Al混料前后C、Η和0元素含量（质量分数％ )
[0057] 实施例2
[0058] 按WC粉：2024Α1粉质量比为3:1分别称取WC粉99g、2024Al粉33g。将称取的 WC粉倒入荸荠式包衣机的包衣锅（直径为300mm)中，设置包衣机主机转速为1200r/min， 将质量浓度为10%的PMMA丙酮溶液以雾状喷洒在WC粉表面，观察到WC粉末基本润湿后， 加入2024A1粉2g，混料5min，待2024A1粉几乎全部包覆在WC颗粒表面后，刮落沾附在包 衣锅锅壁上的WC颗粒，再次以雾状向WC颗粒喷洒PMMA丙酮溶液，直至WCp/2024Al混合粉 末基本润湿后，再次加入2024A1粉2g，混料5min，重复操作前述过程直到所称取的2024A1 粉全部加完为止。
[0059] 将混合粉末转移到模具中，在粉末冶金液压机上施加 70MPa压力压制成直径10mm 的密实压坯后，对其进行打磨、抛光和微观形貌观察，采用Image-Pro图像处理软件对所拍 摄显微照片中的WC颗粒分布均匀性进行定量评价。
[0060] 将WCp/2024Al密实坯体盛入石英坩埚并放入真空除气炉中，以10°C /min的升温 速率由室温升至300 °C，并保温0. 5h，再以10 °C /min升温至350 °C，保温0. 5h，随后以10 °C / min升温至450°C并保温2h，随炉冷却至室温，制备得WCp/2024Al致密化混合料。
[0061 ] 分别采用红外CS600碳硫分析仪、RH-404定氢仪和TC600氧氮分析仪对WC、 2024A1混料前后C、Η和0元素含量进行测定，结果见表二。
[0062] 本实施例中，WCp/2024Al混合粉末的微观形貌如图4所示，WC颗粒均被2024Α1粉 包覆，且包覆致密。密实坯体断面的宏观和微观典型形貌分别如图5和图6所示，由图5可 以看出WC颗粒均匀分散于基体中，图6中WC颗粒在基体中的分散均匀程度高，无明显偏聚 情况，S和β分别为0.95和37.5%，分散效果优良。WC、2024A1混料前后C、H和0元素含 量见表2，表明经真空除气后样品中有机物残留量量很低。
[0063] 表2实施例2WCp/2024Al混料前后C、Η和0元素含量（质量分数％ )
[0065] 实施例3
[0066] 按WC粉：2024Α1粉质量比为2:1分别称取WC粉66g、2024Al粉33g。将称取的WC 粉倒入荸荠式包衣机上的包衣锅（直径为300mm)中，设置包衣机主机转速为1000r/min， 将质量浓度为3%的PMMA丙酮溶液以雾状喷洒在WC粉表面，观察到WC粉基本润湿后，加 入2024A1粉3g，混料5min，待2024A1粉几乎全部包覆在WC颗粒表面后，刮落沾附在包衣 锅壁上的WC颗粒，再次以雾状向WC颗粒喷洒PMMA丙酮溶液，直至WCp/2024Al混合粉末基 本润湿后，再次加入2024A1粉3g，混料5min，重复操作前述过程直到所称取的2024A1粉全 部加完为止。
[0067] 将混合粉末转移到模具中，在粉末冶金液压机上施加70MPa压力压制成直径10mm 的密实压坯后，对其进行打磨、抛光和微观形貌观察，采用Image-Pro图像处理软件对所拍 摄显微照片中的WC颗粒分布均匀性进行定量评价。
[0068] 本实施例中，WCp/2024Al混合粉末的微观形貌如图7所示，WC颗粒表面有部分区 域未完全被2024A1粉包覆，粘结效果不理想，密实压坯断面的宏观形貌如图8所示，WC颗 粒分散在2024A1基体中，图9为密实压坯断面的微观形貌，WC颗粒在基体中存在偏聚，分 散效果较差，S和β分别为5. 87和71. 1 %。
[0069] 对比实施例1
[0070] 按WC粉：2024Α1粉质量比为2:1分别称取WC粉66g、2024Al粉33g，将称取的WC 粉和2024A1粉倒入荸荠式包衣机上的包衣锅（直径为300mm)中，采用传统机械混料完成 混料，设置包衣机主机转速为l〇〇〇r/min，混料2h，得到WCp/2024Al混合粉末。将混合粉末 转移到模具中，并在粉末冶金液压机上施加70MPa压力压制成直径为10mm的密实压坯。
[0071] 本对比实施例中，WCp/2024Al密实压坯断面的宏观形貌如图10所示，可以看出WC 粉和2024A1粉之间有明显分层，两种粉末未达到混匀效果。鉴于宏观上已可明显判断该对 比实施例中WCp/2024Al混料均匀与否，因而未对该对比实施例中压坯作WC颗粒分布均匀 性定量评价。
[0072] 上述实施例1-3以及对比实施例1中：
[0073] WC粉末，市售，粒度：75~150μπι。
[0074] 2024Α1粉末，市售，粒度：彡25μπι。
[0075] ΡΜΜΑ，市售，分析纯。
[0076] 丙酮，市售，分析纯。
【主权项】
1. 一种制备WCP/2024A1复合辐射屏蔽材料的混料方法，该混料方法使用WC粉和 2024A1粉为原料，以PMMA为粘结剂，丙酮为溶剂，经过颗粒包覆法混料，然后将混合粉末压 制成WCp/2024Al密实压坯。2. 根据权利要求1所述的制备WCp/2024Al复合辐射屏蔽材料的混料方法，其特征在于 所述颗粒包覆法混料包括以下步骤： 步骤1，以丙酮为溶剂，在室温下配制质量浓度为5% ~ 10 %的PMMA丙酮溶液； 步骤2,分别称取WC粉和2024A1粉； 步骤3,将称取的全部WC粉倒入荸荠式包衣机的包衣锅中，设置包衣机的主机转速为 600 ~ 1200r/min，使WC粉随同包衣锅转动； 步骤4,将PMMA丙酮溶液以雾状喷洒在滚动的WC颗粒表面，观察WC粉末基本润湿后， 加入2024A1粉，混料5 ~ 7min，待2024A1粉几乎全部包覆在WC颗粒表面后，刮落沾附 在包衣锅壁上的WC颗粒，再次以雾状向WCp/2024Al混合粉末中喷洒PMMA丙酮溶液，直至 WCp/2024Ar混合粉末基本润湿后，再次加入2024A1粉，混料5 ~ 7min，重复操作前述过程 直到2024A1粉全部加入，制得2024A1粉包覆WC颗粒混合粉末； 步骤5,将卸下的包覆混合粉末装入模具中，并在粉末冶金液压机上压制成型，压制压 力50 ~ 70MPa，保压时间20 ~ 30秒。3. 根据权利要求1或2任一权利要求所述的制备WCp/2024Al复合辐射屏蔽材料的混 料方法，其特征在于：所述WC:2024A1质量比为1 : 2 ~ 3 : 1。4. 根据权利要求1所述的制备WCp/2024Al复合辐射屏蔽材料的混料方法，其特征在 于：所述方法还包括除气步骤。5. 根据权利要求4所述的制备WCp/2024Al复合辐射屏蔽材料的混料方法，其特征在 于：所述除气步骤为将步骤5制得的密实压坯盛入石英坩埚并放入真空除气炉中，以5 ~ 15 °C/min的升温速率由室温升至300 °C，并保温0.5 ~ 1h，再以5 ~ 15 °C/min升温 至350 °C，保温0. 5 ~ 1h，随后再以5 ~ 15 °C/min升温至450 °C并保温1 ~ 2h，随炉 冷却至室温，制得WCp/2024Al致密化压坯。
【专利摘要】本发明公开了一种制备WCp/2024Al复合辐射屏蔽材料的混料方法，该混料方法使用WC粉和2024Al粉为原料，以PMMA为粘结剂，丙酮为溶剂,经过颗粒包覆法混料，然后将混合粉末压制成WCp/2024Al密实压坯。与现有的发明相比，本发明解决了粒径和密度较大的WC颗粒在粒径和密度很小的2024Al粉基体中分散不均匀、易偏聚的问题。
【IPC分类】C22C1/05, C22C21/00
【公开号】CN105316504
【申请号】CN201510071968
【发明人】陈善华, 蒋涛, 陈彦辉, 徐春霞, 唐奇, 杨晓敏
【申请人】成都理工大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年2月11日