[发明专利]铁镍钴合金制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金制造领域，涉及一种铁镍钴合金制备方法。

背景技术

可伐合金，英文：KOVAR['k?:vɑ:]；译文：可伐（也称铁镍钴合金，相当于GB4J29，ASTMF15，UNSK94610）；KOVAR为含镍29%，钴17%的硬玻璃铁基封接合金。该合金在20~450℃范围内具有与硬玻璃相近的线膨胀系数和相应的硬玻璃能进行有效封接匹配，和较高的居里点以及良好的低温组织稳定性，合金的氧化膜致密，容易焊接和熔接，有良好可塑性，可切削加工，广泛用于制作电真空元件，发射管，显像管，开关管，晶体管以及密封插头和继电器外壳等。

目前对冷墩冷冲模的研究,其主要破坏形式有两种,一种是磨损破坏,主要是在不断反复的镦冲下,工件与模具的摩擦而造成磨具的磨损,尺寸超差所造成的破坏,另一种是开裂破坏,主要原因是在反复冲击下,使模具疲劳开裂.。在众多的情况下,开裂是模具的主要破坏形式。强化模具的耐疲劳性能及抗冲击性能成为使用寿命的主要途径。对硬质合金而言,就是在合金的左支线上加大自由程的长度,以提高强度,同时合金硬度有所下降。合金的硬度是模具有良好耐磨性的保证。高的硬度而使模具脆性加大,抗冲击性就降低,导致了模具易开裂,低的硬度满足不了使用要求。既要保持高的硬度值又要满足合金模具的抗弯强度足够高,在选材上是非常重要的。在合金的选材中,高钴合金YG20或YG20C就成为冷墩冷冲模具的首选材料,在工业中广泛应用,而实践证明YG20及YG20C材料的破坏很少是尺寸磨损的问题,而经常是第二种形式的破坏—开裂破坏,所以要想提高模具的使用寿命,就归结为提高材料的抗弯强度和抗冲击性能。

高钴硬质合金的抗弯强度及抗冲击性能比低钴合金要好的多,但也加大了合金的成本。虽然选用高钴硬质合金YG20及YG20C是冷墩冷冲模具材料的首选,其综合性能也比其它合金要好,实践也证明了这一点。应用广泛的YG20和YG20C冷墩冷冲模具其常见的破坏形式仍然是开裂破坏,同时,由于钴的价格昂贵,其应用也受到了限制。

发明内容

为克服传统高钴硬质合金抗弯强度和抗冲击性能不足，同时成本昂贵的技术缺陷，本发明提供一种铁镍钴合金制备方法。

铁镍钴合金制备方法，包括如下步骤：

步骤101配料球磨:按照重量比例WC：FeNiCo=2.5：1至3：1的配比进行球磨，WC为碳化钨；

步骤102,球磨完成后对压料干燥制粒；

步骤103压制合金并真空烧结；

所述FeNiCo中质量比FE：Ni=1.5-2.5:1。

优选的，所述步骤101中球磨时采用湿磨方式。

具体的，所述步骤101中湿磨时间不少于20小时。

优选的，所述步骤101中重量比例WC：FeNiCo=7：3。

优选的，所述步骤103压制时的压力为150-350兆帕。

优选的，所述步骤103中烧结温度为1360-1400摄氏度。

采用本发明所述铁镍钴合金制备方法制得的铁镍合金，在普通真空烧结的条件下,可得到强度高、抗冲击性能好的组织结构,是替代YG20C的理想材料。在烧结过程中胶结金属对WC润湿性好,液相填充能力较强，制造工艺过程中使用的设备与传统硬质合金大致相同，能很好的节省更新生产线的成本。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

目前,Fe、Ni作为胶结相也常出现在硬质合金材料中,但仍不能完全代替钴。Fe、Co、Ni为同一族元素,与WC（碳化钨）组成的相图也十分相似,对WC的润湿性,在真空中钴、镍一样,润湿角等于零,而铁较差,溶解度也不一样,Ni溶WC为12~20%,Co为10~15%,而Fe最小,其必然影响到烧结时的重结晶速度、胶结相与WC的胶结强度及晶粒大小,从而影响合金强度性能。因而改善润湿性也将成为提高合金强度的一个有效手段。