一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，屬于合金性能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高密度鎢合金不僅密度大，而且具有強(qiáng)度高、硬度高、延性好、機(jī)械加工性能好、熱 膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)大、抗氧化和抗腐蝕性好、可焊性好等一系列優(yōu)異的性能，并在尖端 科技領(lǐng)域、國(guó)防軍工和民用工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，例如用作桿式動(dòng)能穿甲彈的彈芯材 料、平衡配重元件、慣性元件、射線屏蔽材料等。隨著現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克、艦船裝甲及各種軍用工 事的日益強(qiáng)化，對(duì)穿甲彈性能提出了越來(lái)越高的要求。高密度鎢合金桿式動(dòng)能穿甲彈，不僅 具有良好的穿甲威力，而且與貧鈾合金穿甲彈相比還具有無(wú)毒性、無(wú)放射性污染等優(yōu)點(diǎn)，故 已成為當(dāng)今世界軍事裝備的一種重要武器，同時(shí)也是穿甲彈今后發(fā)展的主要方向。要使高 密度鎢合金具有高的強(qiáng)度和韌性，首先必須使其獲得理想的微觀組織，而熱處理是調(diào)整高 密度合金組織的重要手段。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)燒結(jié)態(tài)鎢合金的真空熱處理于其力學(xué)性能的影響及機(jī)理研究較 多，而對(duì)真空熱處理后鎢合金的進(jìn)一步循環(huán)熱處理于鎢合金力學(xué)性能的影響及有關(guān)機(jī)理的 研究尚有不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題：提供一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，旨在調(diào)整高密 度合金組織，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，將原料w粉、Ni粉、Fe粉按質(zhì)量比m(W):m(Ni):m(Fe)=90 : 7 : 3進(jìn)行配比，再在球磨桶內(nèi)混料24h，混合粉末經(jīng)200MPa 冷等靜壓成形并在氫氣氛中于工業(yè)條件下燒結(jié)，并將燒結(jié)試樣置于10 - 20Pa的真空爐 中進(jìn)行1170°C/ 60min真空脫氫處理；然后，將經(jīng)真空熱處理的燒結(jié)試樣在氬氣保護(hù)的鑰 絲加熱爐中進(jìn)行1170°C/ 20min保溫，隨即進(jìn)行水淬，此"加熱一保溫一水淬"過(guò)程即為一 次循環(huán)熱處理，共進(jìn)行四次循環(huán)熱處理。
[0006] 所述的燒結(jié)溫度1480°C，保溫時(shí)間60min。
[0007] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明中循環(huán)熱處理可顯著提高9 0W- 7Ni- 3Fe高密度鎢合金的沖擊韌性 和抗拉強(qiáng)度，其主要是循環(huán)熱處理提高了合金中W-粘結(jié)相界面比例，降低了W-W晶界 比例，以及部分溶解在粘結(jié)相中的W于急冷過(guò)程中來(lái)不及析出，對(duì)粘結(jié)相起到了固溶強(qiáng)化 的作用。
[0008] 【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例： 選用原料w粉、Ni粉、Fe粉的粒度及主要雜質(zhì)含量見(jiàn)表1。
[0009] 首先，將表1所列粉末按質(zhì)量比m(W) :m(Ni) :m(Fe) = 90 : 7 : 3進(jìn) 行配比，再在球磨桶內(nèi)混料24h，混合粉末經(jīng)200MPa冷等靜壓成形并在氫氣氛中于工 業(yè)條件下燒結(jié)(燒結(jié)溫度1 4 8 (TC，保溫時(shí)間6 0min)，并將燒結(jié)試樣置于10 - 20P a的真空爐中進(jìn)行1170°C/ 60min真空脫氫處理。然后，將經(jīng)真空熱處理的燒結(jié)試樣在氬 氣保護(hù)的鑰絲加熱爐中進(jìn)行1170°C/ 20min保溫，隨即進(jìn)行水淬。此"加熱一保溫一水淬" 過(guò)程即為一次循環(huán)熱處理，共進(jìn)行四次循環(huán)熱處理。
[0010] 對(duì)每次循環(huán)熱處理后的9 0W- 7Ni- 3Fe高密度鎢合金試樣，均進(jìn)行抗拉 強(qiáng)度、延伸率及沖擊韌性的測(cè)試，并觀察其斷口形貌。用多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)定拉伸試 樣(采用GB7963 - 87中的圓柱試樣）的抗拉強(qiáng)度及延伸率；用JB- 1 5 0型擺錘 式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)定沖擊試樣(采用8.QmmX8.QmmX55.Qmm無(wú)缺口試樣）的 沖擊韌性。
[0011] 表2列出了所測(cè)定燒結(jié)后真空熱處理態(tài)及經(jīng)不同次數(shù)循環(huán)熱處理的9 0W- 7 Ni-3Fe高密度鎢合金試樣的抗拉強(qiáng)度、延伸率及沖擊韌性。表中各數(shù)據(jù)均為4次測(cè) 試結(jié)果（即每次測(cè)試均取4個(gè)試樣)的平均值。這些數(shù)據(jù)表明，隨著循環(huán)熱處理次數(shù)的增加， 9 0W- 7Ni- 3Fe高密度鎢合金的抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性均不斷提高，而延伸率則有 所下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，其特征在于：將原料w粉、Ni粉、Fe粉按 質(zhì)量比m(W) :m(Ni) :m(Fe)= 90 : 7 : 3進(jìn)行配比，再在球磨桶內(nèi)混料24h，混 合粉末經(jīng)200MPa冷等靜壓成形并在氫氣氛中于工業(yè)條件下燒結(jié)，并將燒結(jié)試樣置于10 - 20Pa的真空爐中進(jìn)行1170°C/ 60min真空脫氫處理；然后，將經(jīng)真空熱處理的燒結(jié)試樣 在氬氣保護(hù)的鑰絲加熱爐中進(jìn)行1170°C/ 20min保溫，隨即進(jìn)行水淬，此"加熱一保溫一水 淬"過(guò)程即為一次循環(huán)熱處理，共進(jìn)行四次循環(huán)熱處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，其特征在于：所述的 燒結(jié)溫度1480°C，保溫時(shí)間60min。
【專利摘要】為調(diào)整高密度合金組織，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高密度鎢合金的循環(huán)熱處理工藝，將原料Ｗ粉、Ｎｉ粉、Ｆｅ粉按質(zhì)量比ｍ（Ｗ）∶ｍ（Ｎｉ）∶ｍ（Ｆｅ）＝90∶７∶３進(jìn)行配比，再在球磨桶內(nèi)混料24ｈ，混合粉末經(jīng)200MPa冷等靜壓成形并在氫氣氛中于工業(yè)條件下燒結(jié)，并將燒結(jié)試樣置于10－20Ｐａ的真空爐中進(jìn)行1170℃／60min真空脫氫處理；然后，將經(jīng)真空熱處理的燒結(jié)試樣在氬氣保護(hù)的鉬絲加熱爐中進(jìn)行1170℃／20min保溫，隨即進(jìn)行水淬，此“加熱－保溫－水淬”過(guò)程即為一次循環(huán)熱處理，共進(jìn)行四次循環(huán)熱處理。
【IPC分類】C22F1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105463355
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410510794
【發(fā)明人】楊佳
【申請(qǐng)人】楊佳
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年9月29日