[发明专利]W-Ni-Cu预合金粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钨基合金粉末的制备方法。

背景技术

W-Ni-Cu合金是一种以钨为基体，在一定粉末冶金工艺条件下，通过添加少量镍和铜所制备的合金材料。W-Ni-Cu合金具有高密度、高强度、高硬度、良好的导热导电性及机加工性能等特点，被广泛应用于国防、航空航天、电器仪表以及压力铸造等行业。

近年来，不少学者对W-Ni-Cu合金的组织细化和性能强化研究主要集中在原料粉末制备及改性方面，而W-Ni-Cu合金粉末制备及改性方法主要包括雾化水冷、高能球磨和氧化物还原，所制备的合金粉末仍存在偏析、夹杂、粒度控制难等问题，极大地制约着钨镍铜合金组织和性能的进一步提高

发明内容

本发明是针对W-Ni-Cu合金原料粉末在粉末冶金条件下应用限制的研发领域现状，提供一种可作为W-Ni-Cu合金原料的W-Ni-Cu预合金粉末的制备方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的，

一种W-Ni-Cu预合金粉末的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)按质量百分比称取83～84％的WO₃(三氧化钨)、8～9％的NiCl₂·6H₂O(六水氯化镍)和7～8％的CuCl₂(氯化铜)粉末；

(2)先将NiCl₂·6H₂O、CuCl₂和去离子水配成浓度为大于0.3mol/L溶液，再加入WO₃粉末形成悬浊液；

(3)按体积比例1.1:1向悬浊液中加入浓度为0.3～0.4mol/L的(NH₄)₂C₂O₄(草酸铵)溶液；

(4)将溶液过滤，干燥得到前驱体粉末；

(5)在氢气气氛条件下将干燥粉末置于管式炉中，于500～530℃、保温至少3小时还原，控制降温速率冷却；

(6)将还原粉末在氩气保护下球磨，最后得到W-Ni-Cu预合金粉末。

上述方法中，步骤(4)所述干燥是在空气中于120℃干燥2小时以上。

步骤(5)所述还原，控制降温速率10℃/min。

步骤(6)所述球磨为干磨，磨球和磨罐均为不锈钢，料：球＝1：8～12。球磨时间至少10小时。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：

1、本发明完全改变了已有方法中单纯采用W、Ni、Cu单质混合粉末作为制备W-Ni-Cu合金原料的思路，而是采用一种化学方法制备W-Ni-Cu预合金粉末，并研究原料配比、沉淀剂浓度、还原温度、球磨方法和粉末平均粒度及元素分布均匀性的关系，即：对于W-Ni-Cu预合金粉末，平均粒度≤0.2μm，异类原子间距≤580pm(1pm＝10^-12m)。此方法具有成分控制精度高，工艺稳定性和重复性较强的特点，克服了因单质粉末混合不均匀对W-Ni-Cu合金组织和性能的不良影响。

2、用该方法制备W-Ni-Cu预合金粉末的本质特点是：利用粉末组织中较小的异类原子间距，提高合金的组织均匀性，优化合金性能。其科学原理是：异类原子间距决定元素合金化效果，而元素合金化是制约合金组织均匀性的关键因素；较小的粉末颗粒尺寸可降低烧结温度，抑制晶粒长大，细化组织，强化合金性能。

本发明用化学方法制备的W-Ni-Cu预合金粉末，平均粒度≤0.2μm，异类原子间距≤580pm。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

以下各实施例制备的W-Ni-Cu预合金粉末，其粒度测试条件符合《GB/T21779-2008》标准。

实施例1