[发明专利]一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法

说明书

本发明提供了一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法，涉及粉末冶金技术领域。本发明以W、Ta/Nb/Ti(其中一种或多种)、Zr/Hf/ZrH₂/HfH₂(其中一种或多种)粉末为原料制备高强韧活性W合金，先采用湿混法将W和Ta/Nb/Ti(其中的一种或多种)充分混合均匀，避免烧结过程中发生某一相的大面积团聚。同时，W与Ta/Nb/Ti能够形成固溶体，Ta/Nb/Ti与Zr能够形成固溶体，在这种竞争机制作用下能够降低W₂Zr的高温稳定性，而W₂Zr在低温下又难以满足动力学条件，从而使脆性相W₂Zr的形核和长大受到抑制，最终得到的活性钨合金具有超高强度和良好的塑性，使其具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法。

背景技术

活性W合金通常是指W和Zr/Hf等活性元素进行不同成分配比，得到的在一定外界条件下释放能量的W合金。然而，W合金在混粉烧结过程中常因为单相团聚问题导致W合金在动态加载时过早的发生断裂失效，同时由于活性元素Zr的加入使得活性W合金中不可避免的形成脆性相W₂Zr，导致合金塑性进一步下降，严重限制了活性W合金的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法，本发明提供的方法能够使活性钨合金具有高强度、高密度、组织均匀，良好的塑性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法，包括以下步骤：

将W粉和固溶金属粉末进行湿混，除去所得液态料中的溶剂，得到非活性混合粉末；所述固溶金属粉末包括Ta粉、Nb粉和Ti粉中的一种或几种；

将所述非活性混合粉末和活性粉末进行干混，得到混合粉体；所述活性粉末包括Zr粉、Hf粉、ZrH₂粉和HfH₂粉中的一种或几种；

将所述混合粉体进行冷等静压，得到生坯；

将所述生坯进行烧结，得到烧结坯；

将所述烧结坯进行热等静压，得到高强韧活性钨合金。

优选地，所述W粉的平均粒径为3～25μm；所述固溶金属粉末的平均粒径为5～45μm；所述活性粉末的平均粒径为5～40μm。

优选地，所述W粉和固溶金属粉末的质量比为20～80:5～50。

优选地，所述非活性混合粉末和活性粉末的质量比为40～95:5～60。

优选地，所述冷等静压的压力为150～400MPa，保压时间为10～60min。

优选地，所述烧结为分步无压烧结；所述烧结的程序包括：由室温升温至500℃保温0.5～2h；由500℃升温至800℃保温1～5h；由800℃升温至1300～1700℃保温2～5h。

优选地，所述烧结在真空或保护性气氛条件下进行。

优选地，所述热等静压的压力为100～200MPa，所述热等静压的温度为800～1400℃，保温保压时间为0.5～2h。

优选地，所述湿混采用的溶剂为酒精；所述湿混的方式包括球磨混合、V型混合、双锥混合、三维混合或双运动混合。

优选地，除去所述液态料中的溶剂的方法包括：将所述液态料进行抽滤，得到固态物质；将所得固态物质进行干燥。