高比重合金擠壓強化工藝有靜液擠壓和熱擠壓等方式,可以有效地克服鍛造過程中變形量不宜過大的問題。具體情況如下:
高比重合金的靜液擠壓強化工藝是一次變形量可高達60%—80%,甚至可達到90%以上。其工作原理是:棒料在高壓液體介質(zhì)作用下產(chǎn)生塑性變形,在靜液擠壓過程中,工作變形處于極高的三向應(yīng)力狀態(tài),鎢合金材料內(nèi)部組織中的固有微裂紋隨擠壓過程的進行而不斷發(fā)生愈合,最終使材料內(nèi)部缺陷減少并起到形變強化作用。高比重鎢合金的靜液擠壓主要是通過增大鎢合金內(nèi)部粘結(jié)相的位錯密度和提高鎢顆粒纖維化的程度來實現(xiàn)變形強化。靜液擠壓工藝現(xiàn)已發(fā)展有冷靜液擠壓和熱靜液擠壓兩種。
冷靜液擠壓變形強化后的高比重合金能獲得很大變形量,高比重合金性能可得到明顯改善。但是由于冷靜液擠壓變形量大,形變強化合金中存在較大的殘余內(nèi)應(yīng)力致使材料強度很高,塑性卻偏低。因此,鎢合金在冷靜液形變強化后往往需進行去應(yīng)力退火已改善內(nèi)應(yīng)力狀態(tài),提高合金綜合性能。
而高比重合金的熱擠壓工藝具有變形量大,變形均勻,并能有效地愈合微觀空隙的特點。經(jīng)過熱擠壓技工后的高比重合金的絕熱剪切敏感性呈現(xiàn)各向異性,垂直于纖維組織方向上的絕熱剪切敏感性最高,平行于纖維組織方向的絕熱剪切敏感性最低。鎢合金靜態(tài)壓縮性能近似各向同性,動態(tài)壓縮性能各向異性顯著,徑向動態(tài)曲服強度比軸向高,而軸向動態(tài)加載的塑性比徑向高處2倍。
高比重合金的熱靜液擠壓工藝的工作原理與冷靜液擠壓基本相同,只是熱靜液擠壓是在擠壓介質(zhì)處于熱粘性狀態(tài)進行的,因此加工變形量更大,組織更為均勻,而擠壓力反而減小,從而延長了模具壽命。相對于冷靜液擠壓,熱靜液擠壓的鎢合金材料,不僅強化效果好,衍生率也較高、綜合性能最好。
通過對靜液擠壓鎢基高比重合金后的熱處理研究發(fā)現(xiàn),在700攝氏度以下進行無應(yīng)力退火處理時處于低回復階段,變形合金的顯微組織沒有明顯變化,其強度、塑性亦無明顯變化;在700—1200攝氏度之間進行退火處理時由于溫度的增高,鎢顆粒及粘結(jié)相的原子擴散能力增強,被拉長的鎢顆粒有向圓形轉(zhuǎn)變的趨勢,鎢合金的強度和硬度明顯降低,而塑韌性卻得到大幅度提高,加工硬化效應(yīng)被消除,性能也基本上恢復到變性前的水平。