一種高比重鎢合金的燒結工藝的製作方法

2023-06-18 09:50:31 7

專利名稱：一種高比重鎢合金的燒結工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於粉末冶金技術領域，具體涉及一種高比重鎢合金的燒結工藝。
背景技術：
90WNiFe合金和93WNiFe合金屬於低鎢含量高比重鎢合金，現有高比重鎢合金的燒結工藝普遍採用一次燒結，燒結得到的產品廢品率高，原料利用率低，使得高比重鎢合金的生產成本一直高居不下。以含鎢量90wt%的90WNiFe合金及含鎢量93%的93WNiFe合 金為例，採用現有工藝燒結的90WNiFe合金的原料利用率僅為60%，採用現有工藝燒結的93WNiFe合金的原料利用率僅為63%，原料浪費嚴重。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種高比重鎢合金的燒結工藝。該工藝採用兩次燒結，降低了燒結變形量，提高了原料的利用率，從而降低了產品的生產成本，採用本發明的燒結工藝製備的合金，廢品率極低，原料利用率得到大幅度提高，製備的合金符合相關的材料標準要求。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，該工藝包括以下步驟步驟一、按照高比重鎢合金90WNiFe合金的名義成分配料，經常規方法混料後壓型得到90WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1400°C 1420°C，推舟速度為7mm/s 10mm/s的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；或者將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1400°C 1420°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1410°C 1430°C，推舟速度為7mm/s 10mm/s的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到90WNiFe合金；或者將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1410°C 1430°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到90WNiFe合金。上述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，步驟二中所述一次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣作為保護氣體。上述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，步驟三中所述二次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣或氫氣作為保護氣體。本發明的另一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，該工藝包括以下步驟步驟一、按照高比重鎢合金93WNiFe合金的名義成分配料，經常規方法混料後壓型得到93WNiFe合金壓坯；
步驟二、將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1400°C 1450°C，推舟速度為7mm/s 10mm/s的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；或者將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1400°C 1450°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1440°C 1480°C，推舟速度為7mm/s 10mm/s的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到93WNiFe合金；或者將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1440°C 1480°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到93WNiFe合 金。上述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，步驟二中所述一次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣作為保護氣體。上述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，步驟三中所述二次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣或氫氣作為保護氣體。本發明與現有技術相比具有以下優點I、由於破壞鎢骨架形成顆粒重排所需的活化能高於正常粉末燒結所需的活化能，因此本發明先通過較低溫度的一次燒結，使合金壓坯形成具有一定幾何外形的鎢骨架，並使合金壓坯中粉末顆粒之間的範德華力變成具有一定強度金屬鍵力，然後進行二次燒結，由於二次燒結溫度與一次燒結溫度偏差不是很大，在二次燒結過程中鎢骨架很難破壞，從而使鎢合金保持原有壓坯的形狀，保證產品的變形量，達到降低燒結變形的目的。2、採用本發明兩次燒結的溫度，可有效控制鎢合金材料中的燒結液相量，增加燒結體粘度，降低燒結體流動性，使高溫下燒結坯具有保持原壓坯形狀的能力，不發生較大變形。3、本發明採用兩次燒結，降低了材料在燒結過程中的變形量，提高了原料的利用率，從而降低了產品的生產成本。4、採用本發明的燒結工藝製備的高比重鎢合金廢品率極低(小於1%)，原料利用率得到大幅度提高，製備的高比重鎢合金符合GJB1074，MIL-T-21014, B777等相關行業標準。5、採用本發明的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至17%以下，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至73%以上。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg以上，節約成本5萬元以上；採用本發明的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%以下，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%以上。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg以上，節約成本4萬元以上。下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。
具體實施例方式實施例I步驟一、按照高比重鎢合金90WNiFe合金的名義(90W-7Ni_3Fe)成分配料，經常規方法混料後壓型得到90WNiFe合金壓坯；
步驟二、將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1400°C，推舟速度為7mm/s的條件下進行一次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1410°C，推舟速度為7mm/s的條件下進行二次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到90WNiFe 合金。
採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本6萬元以上。實施例2本實施例與實施例I相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1420°C，一次燒結的推舟速度為lOmm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1430°C，二次燒結的推舟速度為10mm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本6萬元以上。實施例3本實施例與實施例I相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1410°C，一次燒結的推舟速度為8mm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1420°C，二次燒結的推舟速度為8mm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本6萬元以上。實施例4步驟一、按照高比重鎢合金90WNiFe合金的名義成分(90W-7Ni_3Fe)配料，經常規方法混料後壓型得到90WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1410°C的條件下保溫40min進行一次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應爐中，在氫氣保護下，燒結溫度為14200C的條件下保溫40min進行二次燒結，然後在氫氣保護下隨爐冷卻，得到90WNiFe合金。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至17%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至73%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。實施例5本實施例與實施例4相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1400°C，一次燒結的保溫時間為50min ;所述二次燒結的燒結溫度為1410°C，二次燒結的保溫時間為50min。
採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至17%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至73%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。實施例6本實施例與實施例4相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1420°C，一次燒結的保溫時間為30min ;所述二次燒結的燒結溫度為1430°C，二次燒結的保溫時間為30min。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至17%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至73%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。 實施例7步驟一、按照高比重鎢合金90WNiFe合金的名義成分(90W-7Ni_3Fe)配料，經常規方法混料後壓型得到90WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1420°C，推舟速度為lOmm/s的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1430°C的條件下保溫40min進行二次燒結，然後隨爐冷卻，得到90WNiFe合金。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。實施例8本實施例與實施例7相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1400°C，一次燒結的推舟速度為8mm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1420°C，二次燒結的保溫時間為30min。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。實施例9本實施例與實施例7相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1410°C，一次燒結的推舟速度為7mm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1410°C，二次燒結的保溫時間為50min。採用本實施例的燒結工藝生產2噸90WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的23%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的60%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料400kg,節約成本5萬元以上。實施例10步驟一、按照高比重鎢合金93WNiFe合金的名義成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，經常規方法混料後壓型得到93WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1400°C的條件下保溫50min進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；
步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1440°C，推舟速度為7mm/s的條件下進行二次燒結，然後隨爐冷卻，得到93WNiFe合金。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至13%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至78%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本5萬元以上。實施例11本實施例與實施例10相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1450°C，保溫時間為30min ;所述二次燒結的燒結溫度為1480°C，推舟速度為lOmm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至13%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至78%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本5萬元以上。實施例12本實施例與實施例10相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1430°C，保溫時間為40min ;所述二次燒結的燒結溫度為1460°C，推舟速度為9mm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至13%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至78%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料500kg，節約成本5萬元以上。實施例13步驟一、按照高比重鎢合金93WNiFe合金的名義成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，經常規方法混料後壓型得到93WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1450°C，推舟速度為10mm/S的條件下進行一次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在氫氣保護下，燒結溫度為1480°C，推舟速度為10mm/S的條件下進行二次燒結，然後在氫氣保護下隨爐冷卻，得到93WNiFe 合金。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg,節約成本4萬元以上。實施例14本實施例與實施例13相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1440°C，推舟速度為9mm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1450°C，推舟速度為8mm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg,節約成本4萬元以上。實施例15本實施例與實施例13相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為 1400°C，推舟速度為7mm/s ;所述二次燒結的燒結溫度為1440°C，推舟速度為7mm/s。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg,節約成本4萬元以上。實施例16步驟一、按照高比重鎢合金93WNiFe合金的名義成分(93W-4. 9Ν -2. IFe)配料，經常規方法混料後壓型得到93WNiFe合金壓坯；步驟二、將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1420°C的條件下保溫45min進行一次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到預燒結坯；步驟三、將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在氨分解氣保護下，燒結溫度為1450°C的條件下保溫35min進行二次燒結，然後在氨分解氣保護下隨爐冷卻，得到93WNiFe合金。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg，節約成本5萬元以上。實施例17本實施例與實施例16相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1400°C，保溫時間為50min ;所述二次燒結的燒結溫度為1440°C，保溫時間為50min。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg，節約成本5萬元以上。實施例18本實施例與實施例16相同，其中不同之處在於所述一次燒結的燒結溫度為1450°C，保溫時間為30min ;所述二次燒結的燒結溫度為1480°C，保溫時間為30min。採用本實施例的燒結工藝生產2噸93WNiFe合金產品，燒結變形量從現有常規工 藝的20%減少至14%，材料利用率由現有常規工藝的63%提高至75%。與現有常規燒結工藝相比，節省原料300kg，節約成本5萬元以上。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，該工藝包括以下步驟 步驟一、按照高比重鎢合金90WNiFe合金的名義成分配料，經常規方法混料後壓型得到90WNiFe合金壓坯； 步驟二、將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1400°C 1420°C，推舟速度為7mm/s lOmm/s的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；或者將步驟一中所述90WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1400°C 1420°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯； 步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1410°C 1430°C，推舟速度為7mm/s lOmm/s的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到90WNiFe合金；或者將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1410°C 1430°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到90WNiFe合金。
2.根據權利要求I所述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，步驟二中所述一次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣作為保護氣體。
3.根據權利要求I所述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，步驟三中所述二次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣或氫氣作為保護氣體。
4.一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，該工藝包括以下步驟 步驟一、按照高比重鎢合金93WNiFe合金的名義成分配料，經常規方法混料後壓型得到93WNiFe合金壓坯； 步驟二、將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1400°C 1450°C，推舟速度為7mm/s lOmm/s的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯；或者將步驟一中所述93WNiFe合金壓坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1400°C 1450°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行一次燒結，然後隨爐冷卻，得到預燒結坯； 步驟三、將步驟二中所述預燒結坯送入馬弗爐中，在燒結溫度為1440°C 1480°C，推舟速度為7mm/s lOmm/s的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到93WNiFe合金；或者將步驟二中所述預燒結坯置於中頻感應燒結爐中，在燒結溫度為1440°C 1480°C，保溫時間為30min 50min的條件下進行二次燒結，隨爐冷卻後得到93WNiFe合金。
5.根據權利要求4所述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，步驟二中所述一次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣作為保護氣體。
6.根據權利要求4所述的一種高比重鎢合金的燒結工藝，其特徵在於，步驟三中所述二次燒結過程和隨爐冷卻過程中均採用氨分解氣或氫氣作為保護氣體。
全文摘要
本發明公開了一種高比重鎢合金的燒結工藝，該方法為步驟一、按照高比重鎢合金的名義成分配料，經常規方法混料後壓型得到合金壓坯；步驟二、對合金壓坯進行一次燒結，隨爐冷卻得到預燒結坯；步驟三、對經預燒結坯進行二次燒結，隨爐冷卻得到合金。本發明採用兩次燒結，降低了材料在燒結過程中的變形量，提高了原料的利用率，從而降低了產品的生產成本；採用本發明兩次燒結的溫度，可有效控制鎢合金材料中的燒結液相量，增加燒結體粘度，降低燒結體流動性，使高溫下燒結坯具有保持原壓坯形狀的能力，不發生較大變形。
文檔編號C22C27/04GK102634683SQ20121015264
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者劉曉丹, 張廣衛, 王義民, 羅崇玲, 翁紅衛, 鄭軍 申請人:西安華山鎢製品有限公司