鎢合金又因其具有高密度、高熔點(diǎn)等一系列優(yōu)異的性能的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在尖端科學(xué)領(lǐng)域、軍事工業(yè)和民用工業(yè)中。高比重合金主要由鎳、鐵、鈷、銅、鉻等元素組成,常采用熱等靜壓、輻射加熱燒結(jié)方法制備。
目前,提高鎢合金性能的方法主要有添加微量元素、改善成分配比、細(xì)化 鎢顆粒尺寸、優(yōu)化燒結(jié)工藝及熱處理和形變強(qiáng)化等方法,其中形變強(qiáng)化效果最 顯著,但形變強(qiáng)化只有大的塑性變形才能達(dá)到顯著提高強(qiáng)度的目的,但強(qiáng)度大幅度提高的同時(shí)塑性就會(huì)下降。為解決現(xiàn)有高比重鎢合金產(chǎn)品塑性差、強(qiáng)度低、變形量小、殘余力大,方法所需設(shè)備噸位大、脫模時(shí)間長(zhǎng)、模具要嚴(yán)格密封及成本高的問(wèn)題,研究人員開發(fā)出一種全新的熱擠壓變形工藝來(lái)制造高比重合金。工藝過(guò)程如下:
一、按重量百分比取 93.0%-97.0%的鎢粉末、2.1%-4.9%的鎳粉末、0.8%-2.0%的鐵粉末和0.1% 的鈷粉末混合均勻,得混合粉末A;
二、將混合粉末A在100-400MPa成型 壓力條件下制坯料,使坯料的相對(duì)密度為75%-85%;
三、將坯料在氫氣氛圍 中加熱至1400-1600℃,燒結(jié)30-150min;
四、按重量百分比取75.0%-80.0% 的石墨和20.0%-25.0%的玻璃粉,然后以60r/min速率混粉24-30h,得混合粉末B;
五、將混合粉末B在200-900MPa成型壓力條件下制潤(rùn)滑介質(zhì),使?jié)櫥橘|(zhì)的相對(duì)密度為35%-85%;
六、將潤(rùn)滑介質(zhì)加熱至200-1000℃,并 將步驟三中所得坯料加熱至500-1400℃,然后將坯料與潤(rùn)滑介質(zhì)放入帶有潤(rùn) 滑劑的模具型腔中,在擠壓力為800-1600MPa、壓頭速度為20-24mm/s、擠壓3-10s,即得高比重鎢合金材料;其中步驟六中坯料與潤(rùn)滑介質(zhì)按質(zhì)量比2- 2.5∶1放入。
經(jīng)過(guò)熱擠壓變形工藝所得到的高比重鎢合金材料在500-1400℃溫度范圍內(nèi)均成功進(jìn)行了大變形的熱擠壓,經(jīng)測(cè)得變形量可達(dá)70%-75%,抗拉強(qiáng)度為1420- 1580MPa,延伸率6%-16%,硬度HRC45-48并可實(shí)現(xiàn)無(wú)殘料擠壓,同時(shí)可大幅度提高擠出高比重鎢合金材料長(zhǎng)細(xì)比,高比重鎢合金材料長(zhǎng)細(xì)比可達(dá)30以上, 還可使用較低噸位設(shè)備,擠壓及脫模過(guò)程在幾秒內(nèi)即可完成,對(duì)模具密封情況 沒有嚴(yán)格要求且生產(chǎn)成本低,原材料市場(chǎng)可購(gòu)得。