[发明专利]多级条状晶钨合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多级条状晶钨合金材料的制备方法，先翻转频振冲击处理定比例钨粉、钛粉和钇粉混合粉，将所得微米级层片状钨基复合粉加接缝剂进行双轴微扎连续化，脱脂后压制成型，最后置于常压惰性气氛集热装置中烧制成型，最终得到多级条状晶钨合金材料。此方法具有成分控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现钨合金材料的强韧化和长寿命。

技术领域

本发明涉及高密度钨合金制备技术领域，特别涉及一种多级条状晶钨合金材料的制备方法。

背景技术

多面体钨颗粒存在一些尖端小平面区域，其在烧制过程中易溶解于液相，然后析出于较大平面位置，成为造成钨晶粒长大的主要原因，且近球形晶粒对裂纹扩展的抑制作用有限，难以满足高性能钨合金的需求。而传统的添加晶粒抑制剂、快速烧结、高能球磨等方法对于性能的提高有限。因此，寻找一种新方法，改善钨合金晶体结构，提高其性能至关重要。

通过多级片状钨复合粉制备、条状晶多面体骨架结构成型与烧制工艺优化，优化钨晶粒排列方式，是提高钨合金性能的关键手段。

发明内容

本发明是针对常见手段难以大幅提高钨合金性能问题的研发领域现状，提供一种多级条状晶钨合金材料的制备方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种多级条状晶钨合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称量钨粉、钛粉和钇粉，进行翻转频振冲击处理，得到微米级层片状钨基复合粉；

2)将微米级层片状钨基复合粉加接缝剂进行双轴微扎连续化处理进行脱脂，脱脂后与成型剂混合压制成型，得到生坯；

3)将生坯烧制成型，最终得到多级条状晶钨合金材料。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，钨粉、钛粉和钇粉的质量百分比为(97.7～99.0)：(0.6～1.3)：(0.4～1.0)。

作为本发明的进一步改进，步骤1)中，翻转频振冲击处理的翻转速度20～40转/分，频振频率4～8Hz，冲击处理时间23～35小时。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，接缝剂为酒精水溶液，复合粉加接缝剂的粉剂质量比为(87.6～95.1)：(4.9～12.4)。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，双轴微扎连续化的单轴转速2～5转/分，正压力4～7MPa；脱脂温度为530℃。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中，成型剂为液体石蜡，脱脂续化粉与成型剂的质量比为(94.6～97.4)：(2.6～5.4)；成型压力378～435MPa。

作为本发明的进一步改进，步骤3)中，烧制温度1560～1670℃，保温3～15分钟。

作为本发明的进一步改进，制得的钨合金材料具有多级条状晶结构，材料的冲击韧性大于等于32MPa·m^1/2，显微硬度大于等于5.3GPa，弯曲强度大于等于2240MPa，1000℃抗压强度大于等于3880MPa。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：

本发明先翻转频振冲击处理定比例钨粉、钛粉和钇粉混合粉，将所得微米级层片状钨基复合粉加接缝剂进行双轴微扎连续化，脱脂后压制成型，最后置于常压惰性气氛集热装置中烧制成型；其中翻转频振冲击处理可使钨基粉末形成层片状，且钛粉和钇粉均匀铺展在钨粉表面，利于形成后续条状骨架结构。双轴微扎连续化法用于延长层片长度，得到条状结构的主体构型。本发明制得的钨合金材料具有多级条状晶结构，材料的冲击韧性大于等于32MPa·m^1/2，显微硬度大于等于5.3GPa，弯曲强度大于等于2240MPa，高温(1000℃)抗压强度大于等于3880MPa。