[发明专利]一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法

权利要求书

1.一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：所述钨合金壳体的材质为钨合金，其钨合金壳体带有深孔；所述钨合金壳体的长径比为＞5.0，深孔为孔径比＞3.0，钨合金壳体薄壁的壁厚为1～10mm；定义壳体材料的外径或当量外径为M，壳体材料的孔径或当量孔径为N，壳体材料内外径比为J，J＝N/M；所述J的取值为0.2～0.9；

所述大长径比深孔薄壁钨合金壳体的制备包括下述步骤制备：

步骤一：热等静压模具设计

根据目标壳体材料结构设计热等静压模具；该模具组件包括包套、型芯、上端盖和下端盖；所述的型芯壁厚C满足：其中壳体的外径或当量外径为M，壳体材料的孔径或当量孔径为N，壳体材料内外径比为J，J＝N/M；定义钨合金粉末的振实密度为ρ₁，钨合金理论密度为ρ₂，钨合金粉末的相对密度为L，L＝ρ₁/ρ₂；k取值为0～0.50，当N≥50mm时，k为0～0.15，当N50mm，k为0.15～0.50；

所述型芯为中空结构；

步骤二：热等静压模具加工

根据设计的模具形状与尺寸对钢料进行加工，得到热等静压钢制模具；

步骤三：热等静压烧结

首先将热等静压模具中下端盖与型芯进行焊接，再与包套焊接固定后，装填钨合金粉末后进行振实；然后焊接固定上端盖，密封后进行脱气，脱气完成后，置于热等静压设备中进行烧结，且烧结温度小于等于1400℃；

步骤四：热等静压模具去除

将热等静压烧结后的工件置于硝酸池中进行酸洗，酸洗去除热等静压模具后，获得钨合金壳体材料。

2.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：所述壳体为带深孔的圆筒结构。

3.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：壳体材料内外径比为J，J＝N/M；所述J的取值为0.3～0.9。

4.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：壳体材料内外径比为J，J＝N/M；所述J的取值为0.4～0.9。

5.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：步骤一中，所述包套为钢制圆筒结构件，壁厚为0.5～5mm。

6.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：步骤一中，所述型芯为圆筒结构件，壁厚的取值区间为5～100mm；定义型芯壁厚为C，且C的计算方法满足：

步骤一中，所述上端盖为圆环片，厚度为0.5～5mm；

步骤一中，所述下端盖为圆环片，厚度为0.5～5mm；

步骤二中，所述钢料为15号钢、20号钢和45号钢中的一种；

步骤三中，所述钨合金由钨和低熔点元素组成，按质量百分比，钨：低熔点元素＝70：30～97：3。

7.根据权利要求6所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：所述低熔点元素选自Ni-Cu、Ni-Cu-Co、Ni-Fe-Cu、Ni-Fe-Cu-Mn、Ni-Mn、Ni-Mn-Cu、Ni-Mn-Co、Ni-Mn-Co-Cu成分组合中的至少一种。

8.根据权利要求6所述一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：钨合金中低熔点元素的成分配比，按质量百分比为：

镍 1～10％，

铁 0～10％，

铜 0～5％，

钴 0～5％，

锰 0～5％。

9.根据权利要求1所述的一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体；其特征在于：步骤三中，所述钨合金粉末为钨与低熔点元素粉末的混合粉；钨与低熔点元素粉末的平均粒度均为1～10μm；钨合金粉末的振实密度为5～15g/cm³。