[发明专利]一种钨合金板材及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种钨合金板材及其制备工艺，本发明采用冷锻工艺，避免了钨合金铸锭加热过程中的氧化，简化了工艺，有效降低了原材料成本和加工成本，经过多次真空退火和多次轧制，得到的钨合金板材晶粒细小，平均晶粒度≤30μm，且维氏硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能得到明显改善。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种钨合金板材及其制备工艺。

背景技术

掺杂硅、铝和钾的钨合金(WAl1、WAl2或WAl3)是一种耐高温钨合金，以下简称钨合金。生产过程中通过向钨粉末中掺杂微量的硅(Si)，(铝)Al，钾(K)的氧化物，然后在坯料高温烧结过程中Si和Al的氧化物掺杂剂挥发后，K元素则以气泡的形式残存在晶粒内部，这使得经过压力加工后材料经过高温处理之后具有二次再结晶性能，容易形成一种大长径比大晶粒组织，从而使得掺杂硅、铝和钾的钨合金具有优异的高温抗变形性能。相比纯钨材料而言，大晶粒的钨合金材料的再结晶温度高(超过2000℃)，在长期高温环境中使用时，晶粒不容易继续长大，且工件不容易发生变形，开裂等故障，使得材料的使用寿命大大延长。

若采用现有的钨板轧制生产技术，生产出的钨合金板材因为在轧制过程中晶粒不断遭到轧制细化，再经过二次再结晶热处理之后形成的组织的长径比较小(小于10)，且容易形成粗大的等轴晶组织和异常长大的大晶粒组织，导致钨合金板材抗弯曲变形能力明显下降。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本发明提供一种钨合金板材及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钨合金板材及其制备工艺，所述工艺包括如下步骤：

（1）将钨合金铸锭进行冷锻，然后真空退火处理，得到厚度为30mm~40mm的锻造钨合金板坯；

（2）将钨合金板坯加热至1650℃~1750℃并保温30~60min，然后对保温后的钨合金板坯进行三次冷轧，得到钨合金轧制板坯；

（3）对步骤（2）中经三次冷轧后的钨合金轧制板坯进行真空退火处理；

（4）将步骤（3）中经真空退火处理后的钨合金板坯加热至1450℃~1550℃并保温15~30min，然后对保温后的钨合金板坯进行第四次冷轧；

（5）对经第四次冷轧的钨合金板坯进行真空退火处理后，进行高温再结晶热处理，得到钨合金板材。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明采用冷锻工艺，避免了钨合金铸锭加热过程中的氧化，简化了工艺，有效降低了原材料成本和加工成本，经过多次真空退火和多次轧制，得到的钨合金板材晶粒细小，平均晶粒度≤30μm，且维氏硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能得到明显改善。

优选的，为了保证冷锻过程厚板坯不开裂，便于加工，所述步骤（1）中冷锻工艺采用先轴向镦粗，然后径向拔长；所述轴向镦粗比为1:6~1:8，所述轴向镦粗单次变形量≤10%，所述径向拔长比为3.0~5.0，拔长后的轧制板坯为长方形截面。

优选的，所述步骤（1）中退火处理的温度为1450℃~1550℃，保温时间为80~120min。

优选的，所述步骤（2）中第一次冷轧采用轴向轧制工艺，即先沿锻造板坯宽度方向轧制到锻造板坯厚度的50~60%，然后沿板坯长度方向轧制得到一次轧制板坯，轧制总加工率≥80%。

优选的，所述步骤（3）中退火处理的温度为1400℃~1500℃，保温时间为60~80min。