專利名稱：鎢鋁合金燒結(jié)體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎢鋁合金燒結(jié)體的制備方法。
背景技術(shù)：
鎢鋁合金是近幾年研究發(fā)展的新興技術(shù)材料，它兼?zhèn)滏u的耐高溫性和鋁的輕質(zhì)、抗氧化性，使合金具有高的硬度、高溫穩(wěn)定性和較低的密度(富鋁合金的密度可達4.2g/cm3)，正在發(fā)展成為新型高硬度、高強度、抗氧化溫度高的耐高溫材料，將在高性能高溫結(jié)構(gòu)材料、航空航天材料、電觸點、高溫發(fā)熱體上等方面獲得應(yīng)用。
粉末冶金燒結(jié)是從粉末出發(fā)制備塊狀合金的基本方法，由于鎢鋁合金具備鎢的高熔點、耐高溫等性能，一般的粉末冶金方法(如常壓燒結(jié))難以實現(xiàn)其高致密度燒結(jié)。鎢鋁合金的研究仍處于粉末合成的起步階段，其主要是通過機械合金化的方法使鋁原子固溶的鎢的晶格中而合金化的(見專利申請?zhí)?1129545.7)。迄今為止，有關(guān)制備該合金高致密燒結(jié)體的研究國內(nèi)外尚無報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎢鋁合金燒結(jié)體的制備方法。
本發(fā)明采用粒度小于100納米的鎢鋁合金粉末為原料，采用真空熱壓燒結(jié)裝置，通過燒結(jié)過程中施加溫度的同時施加壓力，促使顆粒之間的結(jié)合、成鍵，實現(xiàn)粉末的致密化燒結(jié)。真空熱壓燒結(jié)不僅可抑制燒結(jié)過程中顆粒的氧化行為，而且可以有效的提高合金粉末高溫下的塑性和流動性，再通過雙向加壓可以保證燒結(jié)過程中燒結(jié)體收縮的均勻性。該方法能夠制備高致密的塊狀鎢鋁合金，并具有工藝簡單、操作方便、燒結(jié)時間短等特點。
本發(fā)明選擇顆粒小于100納米的鎢鋁合金粉末，結(jié)構(gòu)式為W1-xAlx，x＝0.1-0.86，將其裝入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下通入電流加溫，同時兩端加壓，燒結(jié)溫度為1200℃-1600℃，壓力15-40MPa，燒結(jié)時間為5-60分鐘，燒結(jié)體表面用金剛石磨盤拋磨光潔，相對密度為95-99.8％。
燒結(jié)樣品經(jīng)X射線粉末衍射如附

圖1所示，圖1是W0.5Al0.5燒結(jié)體XRD圖譜，分析證實鎢鋁合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且結(jié)晶度明顯提高，密度測量和掃描電鏡分析如附圖2所示，圖2是W0.5Al0.5燒結(jié)體斷面形貌，證實所得燒結(jié)體顯微結(jié)構(gòu)均勻、致密度高。
具體實施例方式
實施例1將重量為35克，粒度小于100納米的W0.9Al0.1粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1600℃，壓力40MPa，燒結(jié)時間為60分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為98.2％、壓縮強度為1730MPa、彎曲強度為480Mpa、彈性模量為60G Pa、顯微硬度為720Hv。
實施例2將重量為32克，粒度小于100納米的W0.8Al0.2粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500℃，壓力30MPa，燒結(jié)時間為45分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為99.2％、壓縮強度為1862MPa、彎曲強度為493Mpa、彈性模量為65G Pa、顯微硬度為760Hv。
實施例3將重量為30克，粒度小于100納米的W0.6Al0.4粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400℃，壓力30MPa，燒結(jié)時間為30分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為99.5％、壓縮強度為2043MPa、彎曲強度為520Mpa、彈性模量為50G Pa、顯微硬度為778Hv。
實施例4將重量為25克，粒度小于100納米的W0.5Al0.5粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300℃，壓力37.5MPa，燒結(jié)時間為25分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為99.6％、壓縮強度為2070MPa、彎曲強度為570Mpa、彈性模量為55G Pa、顯微硬度為980Hv。其XRD圖譜見附圖1，斷面形貌見附圖2。
實施例5將重量為25克，粒度小于100納米的W0.4Al0.6粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300℃，壓力20MPa，燒結(jié)時間為20分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為99.8％、壓縮強度為2137MPa、彎曲強度為583Mpa、彈性模量為58G Pa、顯微硬度為1026Hv。
實施例6將重量為20克，粒度小于100納米的W0.25Al0.75粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200℃，壓力30MPa，燒結(jié)時間為10分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為96.2％、壓縮強度為2270MPa、彎曲強度為489Mpa、彈性模量為42G Pa、顯微硬度為1086Hv。
實施例7將重量為16克，粒度小于100納米的W0.14Al0.86粉末放入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300C，壓力15MPa，燒結(jié)時間為5分鐘。樣品經(jīng)過拋光處理、分析測試后，相對密度為95.1％、壓縮強度為1943MPa、彎曲強度為412Mpa、彈性模量為48G Pa、顯微硬度為1135Hv。
權(quán)利要求
1.一種鎢鋁合金燒結(jié)體的制備方法，其特征在于選擇顆粒小于100納米的鎢鋁合金粉末，結(jié)構(gòu)式為W1-xAlx，x＝0.1-0.86，將其裝入石墨模具中，在真空壓強小于10-2MPa條件下通入電流加溫，同時兩端加壓，燒結(jié)溫度為1200℃-1600℃，壓力15-40MPa，燒結(jié)時間為5-60分鐘，燒結(jié)體表面用金剛石磨盤拋磨光潔，相對密度為95-99.8％。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種鎢鋁合金燒結(jié)體的制備方法。選擇顆粒小于100納米的鎢鋁合金粉末，結(jié)構(gòu)式為W
文檔編號C22C1/04GK1524972SQ0312716
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者馬賢峰, 祝昌軍, 湯華國, 趙偉, 鄢俊敏 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所