[发明专利]一种高性能钨合金棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能钨合金棒及其制备方法，其中钨合金棒按重量百分比组成为：碳化钨80‑91%，钴3‑8%，镍2‑5%，铁2‑7%，铜1‑4%，钼0.5‑1%。本发明公开的制备方法包括：利用等离子技术对碳化钨粉进行球形化处理；将球化碳化钨粉与钴粉混合，高能研磨成超细碳化钨‑钴粉；加入配方中其他成分进行球磨，冷压成型得到钨合金棒坯件；固相烧结致密，后处理制得高性能钨合金棒。本发明制备的钨合金棒具备高抗弯强度、高耐磨性、高韧性等优点，应用于超细硬质合金的制备领域有广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，更具体的说是涉及一种高性能钨合金棒及其制备方法。

背景技术

钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业、航天、铸造、武器等领域。

近年来，超细硬质合金成为粉末冶金技术领域中备受瞩目的研究热点，制备超细硬质合金在难加工金属为主要原料的工具材料领域、电子领域、精密模具领域等呈现出日益广泛的应用前景。这种工具材料主要以超细碳化钨粉末作为主要原料，然而碳化钨具有脆性大，易开裂和韧性低的缺点，需要添加适量的功能性粘结剂和微量金属粉末，抑制晶粒增长，提高合金材料的综合力学性能，当合金中的晶粒细化，材料的力学性能、电性能和热性能都得到明显提高。

因此，结合上述问题，提供一种粒度小、高性能的钨合金棒及其制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高性能钨合金棒及其制备方法，本发明制备的钨合金棒具备高抗弯强度、高耐磨性、高韧性等优点，应用于超细硬质合金的制备领域有广阔的发展前景。

一种高性能钨合金棒，所述钨合金棒按重量百分比组成为：碳化钨80-91%，钴3-8%，镍2-5%，铁2-7%，铜1-4%，钼0.5-1%。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述高性能钨合金棒，它的制备方法具体步骤如下：

S1，称取碳化钨粉，通过等离子技术对碳化钨粉进行球形化处理，设置反应室的压力为100-130kPa，等离子体功率为65-80kw，送粉率为4-7kg/h，反应结束后收集得到球化碳化钨粉；

S2，将步骤S1得到的碳化钨粉与钴粉混合，用高能研磨仪进行机械球磨，通入氩气作为保护气体，混料研磨时间为30-40h，制备得到超细碳化钨-钴粉；

S3，称取镍粉、铁粉、铜粉、钼粉与步骤S2得到的超细碳化钨-钴粉混合均匀，过筛后进行球磨，得到超细钨合金粉末，通过冷等静压机压制成型，制得钨合金棒坯件；

S4，将步骤S3得到的钨合金棒坯件置入烧结炉中，固相烧结达到全致密，坯件烧结后经过热处理，连续轧制变形，退火，表面抛光去污处理后，制得高性能钨合金棒。

经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明技术方案中制备高性能钨合金棒选用碳化钨粉作为主要基料，碳化钨制备硬质合金有较强的抗弯强度；球磨制备超细碳化钨-钴粉，能使产品材料具有更好的耐磨性、断裂韧性、更高的横向断裂强度等优点。采用等离子技术处理碳化钨粉，制得球化碳化钨粉，可以较为精确地控制粉体的粒度，有效减少微细粉体的偏聚和团聚；采用高能球磨技术，将粉末晶粒度细化，减少晶粒缺陷，有利于材料后续烧结达到全致密，提升材料的硬度、韧性，并且球磨工艺简单，不需要外部加热就可制得碳化钨-钴粉；采用固相烧结工艺，能够制备出优异性能的全致密的高密度钨合金材料。