热挤压变形工艺制造高比重合金

时间:2022-12-15 返回

     钨合金又因其具有高密度、高熔点等一系列优异的性能的特点而被广泛应用在尖端科学领域、军事工业和民用工业中。高比重合金主要由镍、铁、钴、铜、铬等元素组成,常采用热等静压、辐射加热烧结方法制备。

    目前,提高钨合金性能的方法主要有添加微量元素、改善成分配比、细化 钨颗粒尺寸、优化烧结工艺及热处理和形变强化等方法,其中形变强化效果最 显著,但形变强化只有大的塑性变形才能达到显著提高强度的目的,但强度大幅度提高的同时塑性就会下降。为解决现有高比重钨合金产品塑性差、强度低、变形量小、残余力大,方法所需设备吨位大、脱模时间长、模具要严格密封及成本高的问题,研究人员开发出一种全新的热挤压变形工艺来制造高比重合金。工艺过程如下:
    一、按重量百分比取 93.0%-97.0%的钨粉末、2.1%-4.9%的镍粉末、0.8%-2.0%的铁粉末和0.1% 的钴粉末混合均匀,得混合粉末A;
    二、将混合粉末A在100-400MPa成型 压力条件下制坯料,使坯料的相对密度为75%-85%;
    三、将坯料在氢气氛围 中加热至1400-1600℃,烧结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、将混合粉末B在200-900MPa成型压力条件下制润滑介质,使润滑介质的相对密度为35%-85%;
    六、将润滑介质加热至200-1000℃,并 将步骤三中所得坯料加热至500-1400℃,然后将坯料与润滑介质放入带有润 滑剂的模具型腔中,在挤压力为800-1600MPa、压头速度为20-24mm/s、挤压3-10s,即得高比重钨合金材料;其中步骤六中坯料与润滑介质按质量比2- 2.5∶1放入。
    经过热挤压变形工艺所得到的高比重钨合金材料在500-1400℃温度范围内均成功进行了大变形的热挤压,经测得变形量可达70%-75%,抗拉强度为1420- 1580MPa,延伸率6%-16%,硬度HRC45-48并可实现无残料挤压,同时可大幅度提高挤出高比重钨合金材料长细比,高比重钨合金材料长细比可达30以上, 还可使用较低吨位设备,挤压及脱模过程在几秒内即可完成,对模具密封情况 没有严格要求且生产成本低,原材料市场可购得。

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