CN107058841B - 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高机械强度钨合金材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107058841B
CN107058841B CN201710518375.0A CN201710518375A CN107058841B CN 107058841 B CN107058841 B CN 107058841B CN 201710518375 A CN201710518375 A CN 201710518375A CN 107058841 B CN107058841 B CN 107058841B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tungsten alloy
ball
vacuum
preparation
mechanical strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710518375.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107058841A (zh
Inventor
彭浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Create New Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Create New Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Create New Material Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Create New Material Technology Co Ltd
Priority to CN201710518375.0A priority Critical patent/CN107058841B/zh
Publication of CN107058841A publication Critical patent/CN107058841A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107058841B publication Critical patent/CN107058841B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高机械强度钨合金材料及其制备方法，由按质量百分比计的以下物质组成：W：90％；Ni：3‑5％；Fe：1‑3％；Mo：1‑3％；Co：0.1‑1％；Si3N4:0.1‑2％，其制备方法为：将原料粉末按配比称量加入到真空球磨罐中，加入研磨介质，用真空泵抽真空；将真空球磨罐放入高能球磨机中球磨15‑30h；取出真空球磨罐，快速挥发研磨介质乙醇，通过模具压制成成型的坯体；将成型的坯体放入真空管式炉中烧结，烧结温度为1220‑1280℃，保温时间为30‑90min。本发明制备的钨合金材料不经机械强化处理硬度可达60HRC，抗拉强度可达1280Mpa。

Description

一种高机械强度钨合金材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及汽车粉末冶金材料制备领域，更具体的说是涉及一种高机械强度钨合金材料及其制备方法，涉及W-Ni-Fe系合金及其他金属粉末与化合物的掺杂而制备的钨合金材料。
背景技术：
钨基合金是一种以钨为硬质相，以镍铜或镍铁为黏结相组成的复合材料。钨基合金具有密度高、韧性好、热膨胀系数小以及抗腐蚀性强被广泛应用在信息能源、冶金、航空航天、国防军工以及核行业。随着科技的发展以及人们的需求，对钨合金的性能有了更高的要求，现有常规钨合金主要由钨镍铁粉合成，通常掺杂钴粉与钼粉，而目前一般钨合金(通常为钨镍铁合金)的硬度为45-50HRC，抗拉强度为800-1150Mpa，目前一般钨合金已经不能满足人们的需求，因此有必要在保证其综合性能(高比重，热膨胀系数小和抗腐蚀性)不受影响的前提提高钨合金的硬度以及抗拉强度。
发明内容：
本发明是针对现有技术的不足之处，目的之一是提供一种高机械强度钨合金材料，目的之二是提供一种高机械强度钨合金材料的制备方法，本发明通过氮化硅的掺杂，在保证钨基合金的综合性能(高比重，热膨胀系数小和抗腐蚀性)不受影响的前提下提高钨合金的硬度以及抗拉强度。
本发明的技术解决措施如下：
一种高机械强度钨合金材料，钨合金材料由按质量百分比计的以下物质组成：W：90％；Ni：3-5％；Fe：1-3％；:Mo：1-3％；Co：0.1-1％；Si3N4:0.1-2％。
作为优选，所述W、Ni、Fe、Mo Co和Si3N4分别为粉末状材料，所述钨粉的粒径为1-10um；镍粉为羰基镍粉，粒径小于10um；铁粉为羰基铁粉，粒径为1-10um。
一种高机械强度钨合金材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步：将原料粉末按配比称量加入到真空球磨罐中，加入研磨介质，用真空泵抽真空；
第二步：将真空球磨罐放入高能球磨机中球磨15-30h，所用磨球为钨合金球，球料比为10:1；
第三步：取出真空球磨罐，快速挥发研磨介质乙醇，通过模具压制成成型的坯体；
第四步：将成型的坯体放入真空管式炉中烧结，烧结温度为1220-1280℃，保温时间为30-90min。
作为优选，所述研磨介质为乙醇。
作为优选，第二步中，所述的球磨机的球磨转速为250r/min。
作为优选，第四步中，所述的烧结过程中通入氩气作为保护气体。
本发明的有益效果在于：
本发明旨在解决钨合金强度低，抗拉强度低，变形量大以及成本等问题。现有常规钨合金主要由钨镍铁粉合成，通常掺杂钴粉与钼粉，本发明在此基础通过掺杂氮化硅来提高钨合金材料的机械性能。
本发明配方合理，加入适量的钴和钼以及氮化硅。由于钼的原子半径与钨相近，在烧结过程中，钼可以取代部分钨，从而阻止钨晶粒长大。氮化硅为一种超硬物质，而且本身具有润滑性，在烧结过程中对形变的控制具有良好的辅助作用，并且提升钨合金的强度。钴的加入可以改善镍基固溶体对钨颗粒的浸润性与界面结合力，弥补钼掺杂对钨合金延伸率下降的不足。按本发明成分配方制备的钨合金具有较高的强度与硬度。
具体实施方式：
实施例1，
一种高机械强度钨合金材料及其制备方法，由按质量百分比计的以下物质组成：W：90％；Ni：4.2％；Fe：1.8％；:Mo：2％；Co：1％；Si3N4:1％。将上述原料粉末按配比称量加入到真空球磨罐中，加入25ml乙醇作为研磨介质，用真空泵抽真空；将真空球磨罐放入高能球磨机中球磨24h，所用磨球为钨合金球，球料比为10:1，球磨将多种原粉充分混合均匀，并将粉料磨的更细，粉料越细活性会更好，越有利于烧结；取出真空球磨罐，将乙醇快速烘干，用固定的磨具通过DY-30型压片机制成坯体；将成型的坯体放入真空管式炉中烧结，通入氩气作为保护气体，烧结温度为1250℃，保温时间为1h。
通过实施例1的配方和方法制备的钨合金材料，按要求对样品进行后序加工，其钨合金常温下硬度为55HRC，抗拉强度为1250Mpa。
实施例2：
一种高机械强度钨合金材料及其制备方法，由按质量百分比计的以下物质组成：W：90％；Ni：3.5％；Fe：1.5％；:Mo：2％；Co：1％；Si3N4:2％。将上述原料粉末按配比称量加入到真空球磨罐中，加入25ml乙醇作为研磨介质，用真空泵抽真空；将真空球磨罐放入高能球磨机中球磨24h，所用磨球为钨合金球，球料比为10:1；取出真空球磨罐，将乙醇快速烘干，用固定的磨具通过DY-30型压片机制成坯体；将成型的坯体放入真空管式炉中烧结，通入氩气作为保护气体，烧结温度为1250℃，保温时间为1h。
通过实施例2的配方和方法制备的钨合金材料，按要求对样品进行后序加工，其钨合金常温下硬度为60HRC，抗拉强度为1280Mpa。
上述实施例是对本发明进行的具体描述，只是对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高机械强度钨合金材料，其特征在于：钨合金材料由按质量百分比计的以下物质组成：W：90％；Ni：3-5％；Fe：1-3％；:Mo：1-3％；Co：0.1-1％；Si3N4:0.1-2％；
所述W、Ni、Fe、Mo Co和Si3N4分别为粉末状材料，所述钨粉的粒径为1-10um；镍粉为羰基镍粉，粒径小于10um；铁粉为羰基铁粉，粒径为1-10um。
2.如权利要求1所述的一种高机械强度钨合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：将原料粉末按配比称量加入到真空球磨罐中，加入研磨介质，用真空泵抽真空；
第二步：将真空球磨罐放入高能球磨机中球磨15-30h，所用磨球为钨合金球，球料比为10:1；
第三步：取出真空球磨罐，快速挥发研磨介质乙醇，通过模具压制成成型的坯体；
第四步：将成型的坯体放入真空管式炉中烧结，烧结温度为1220-1280℃，保温时间为30-90min。
3.根据权利要求2所述的一种高机械强度钨合金材料的制备方法，其特征在于：第二步中，所述的球磨机的球磨转速为250r/min。
4.根据权利要求2所述的一种高机械强度钨合金材料的制备方法，其特征在于：第四步中，所述的烧结过程中通入氩气作为保护气体。
CN201710518375.0A 2017-06-29 2017-06-29 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法 Active CN107058841B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710518375.0A CN107058841B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710518375.0A CN107058841B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107058841A CN107058841A (zh) 2017-08-18
CN107058841B true CN107058841B (zh) 2018-12-21

Family

ID=59613588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710518375.0A Active CN107058841B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107058841B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109161771B (zh) * 2018-11-22 2020-10-09 钱尉茂 一种钨合金及其制备方法
CN113913664A (zh) * 2021-07-13 2022-01-11 中国科学院兰州化学物理研究所 一种氮化硅强化的钨及钨合金材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1033651A (zh) * 1987-10-23 1989-07-05 西蒙·鲍库茨 极高机械性能的钨镍铁重合金及其生产方法
CN101423912A (zh) * 2008-12-03 2009-05-06 华南理工大学 一种纳米晶钨基合金块体材料及其制备方法
CN103789592A (zh) * 2014-01-24 2014-05-14 株洲华美钨合金有限公司 一种钨合金材料及其制备方法和在制备铝液过滤盘中的应用
CN104357725A (zh) * 2014-10-21 2015-02-18 常熟市金成模具有限公司 一种耐高温金属陶瓷模具材料

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040079191A1 (en) * 2002-10-24 2004-04-29 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Hard alloy and W-based composite carbide powder used as starting material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1033651A (zh) * 1987-10-23 1989-07-05 西蒙·鲍库茨 极高机械性能的钨镍铁重合金及其生产方法
CN101423912A (zh) * 2008-12-03 2009-05-06 华南理工大学 一种纳米晶钨基合金块体材料及其制备方法
CN103789592A (zh) * 2014-01-24 2014-05-14 株洲华美钨合金有限公司 一种钨合金材料及其制备方法和在制备铝液过滤盘中的应用
CN104357725A (zh) * 2014-10-21 2015-02-18 常熟市金成模具有限公司 一种耐高温金属陶瓷模具材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN107058841A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103996475B (zh) 一种具有复合主相的高性能钕铁硼稀土永磁体及制造方法
CN102436889B (zh) 钛锆镓复合添加的低失重钕铁硼磁性材料及其制备方法
CN103996524B (zh) 一种含La和Ce的钕铁硼稀土永磁体的制造方法
CN108421985B (zh) 一种制备氧化物弥散强化中熵合金的方法
JP2014500611A (ja) 高耐食性焼結ＮｄＦｅＢ磁石およびその調製方法
CN101985717A (zh) 高韧性超粗晶钨钴硬质合金的制备方法
CN108188405B (zh) 一种提高硬质合金混合料球磨分散均匀性的方法
CN109295373A (zh) 一种高熵合金的应用及其制备方法
CN109585113A (zh) 一种烧结钕铁硼磁体的制备方法
CN102409215A (zh) 大切削量刀具用超细硬质合金及其制备方法
CN114645180B (zh) 一种双相增强铝合金及其制备方法
CN107058841B (zh) 一种高机械强度钨合金材料及其制备方法
CN101125367A (zh) 一种用机械合金化制造CrW合金粉末的方法
WO2021244317A1 (zh) 一种r-t-b系永磁材料、原料组合物及其制备方法和应用
JP2019012796A (ja) 希土類磁石の製造方法
CN103276268A (zh) 一种高性能硬质合金及其制造方法
CN108277412A (zh) 一种纳米钨合金材料及其制备方法
CN105063394A (zh) 一种钛或钛合金材料的制备方法
CN111261355B (zh) 钕铁硼磁体材料、原料组合物、制备方法、应用
CN104464997B (zh) 一种高矫顽力钕铁硼永磁材料的制备方法
CN103996523B (zh) 一种含La的高性能钕铁硼稀土永磁体的制造方法
CN109518021B (zh) 一种高强度铁钴镍合金的制备方法
CN109509628B (zh) 一种烧结钕铁硼复合粉料的制备方法
CN110449580B (zh) 一种粉末冶金高强韧性含硼高熵合金材料及其制备方法和应用
CN101307406A (zh) 无钼Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: High mechanical strength tungsten alloy material and preparation method thereof

Effective date of registration: 20210913

Granted publication date: 20181221

Pledgee: Huzhou Wuxing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Yangxi sub branch

Pledgor: ZHEJIANG CHANT NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021330001343