高比重鎢合金的燒結(jié)工藝的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高比重鎢合金的燒結(jié)工藝。
【【背景技術(shù)】】
[0002]金屬粉末注射成型技術(shù)(MM)是集塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)、粉末冶金工藝學(xué)和金屬材料學(xué)等多學(xué)科相互滲透與交叉的產(chǎn)物，利用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，能夠快速準(zhǔn)確的將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)、功能特性的制品并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革。該工藝技術(shù)不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品密度低、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件。經(jīng)過20多年的努力，目前M頂已成為國際粉末冶金領(lǐng)域迅速發(fā)展的最具前途的近凈尺寸成形技術(shù)，被譽(yù)為“國際最熱門的金屬零部件成形技術(shù)”之一。喂料(金屬喂料、陶瓷喂料)的生產(chǎn)是金屬注射成形行業(yè)不可或缺的組成部分，因?yàn)樽⑸涔に嚰夹g(shù)要求注射原料必須為一定大小的均勻顆粒喂料，且不能直接使用粉末，更重要的是喂料成分必須穩(wěn)定保證燒結(jié)產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，因此，開發(fā)出針對需求性能的喂料技術(shù)對整個行業(yè)來講非常必要且至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有的振動馬達(dá)、陀螺儀等電子設(shè)備都需要使用到質(zhì)量塊來配重或者作振子，這時都需要該質(zhì)量塊密度高、無磁性、熱膨脹系數(shù)低、易導(dǎo)熱、還能與銅、銀等焊料焊接等多種要求，但是，現(xiàn)有的材料制造出來的質(zhì)量塊已經(jīng)無法滿足對質(zhì)量塊越來越多的各種要求。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明提供了一種高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其燒結(jié)出來的鎢合金可以解決傳統(tǒng)材料制造出來的質(zhì)量塊無法滿足對質(zhì)量塊越來越多的各種要求的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，該工藝包括以下步驟:配料:提供粒狀的鎢合金喂料，該鎢合金喂料由高比重鎢合金粉末與粘接劑混合而成，該鎢合金至少包括W、N1、Cu、Fe、及Co，其中W占該鎢合金的質(zhì)量百分比彡85% ；成型:將所述鎢合金喂料在注射溫度為100-195°C、注射壓力為600-1800bar、注射速度為30-140mm/s的條件下注射到模具中，以形成鎢合金生坯；溶劑脫脂:將所述鎢合金生坯置于溫度為25-45°C的水浴中進(jìn)行溶劑脫脂8-24h ;氣氛熱脫脂:將溶劑脫脂后的鎢合金生坯在脫脂溫度為600-1000°C，推舟速度為20-45min/舟的分解氣中進(jìn)行熱脫脂10_28h ;氣氛燒結(jié):將熱脫脂后的鎢合金生坯在燒結(jié)溫度為1400-1500°C，推舟速度為20-45min/舟的分解氣中進(jìn)行燒結(jié)10-28h，冷卻后得到高比重鎢合金。
[0006]優(yōu)選的，在配料步驟中，所述鎢合金喂料的含水率< 0.20Z0o
[0007]優(yōu)選的，所述媽合金的密度為16.5-19.0g/cm3。
[0008]優(yōu)選的，在配料步驟中，所述粘接劑為有機(jī)粘接劑。
[0009]優(yōu)選的，在溶劑脫脂步驟中，利用正庚烷進(jìn)行溶劑脫脂。
[0010]優(yōu)選的，在熱脫脂和燒結(jié)步驟中，所述鎢合金生坯均在推桿爐中進(jìn)行氣氛熱脫脂和氣氛燒結(jié)。
[0011 ] 優(yōu)選的，在熱脫脂和燒結(jié)步驟中，均采用氨分解氣作為保護(hù)氣體。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明提供的燒結(jié)工藝燒結(jié)出來的高比重鎢合金，具有密度高、硬度大、無磁性、燒結(jié)溫度低、以及熱膨脹系數(shù)低等，可以滿足高溫高濕鹽霧等要求，并且具有與鍛件接近的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
【【具體實(shí)施方式】】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但其對本發(fā)明的范圍無任何限制。
[0014]本發(fā)明提供的一種高比重媽合金是通過金屬粉末注塑成型(Metel inject1nmolding，簡稱M頂)工藝將粒狀的高比重鎢合金喂料注塑成所需形狀，然后燒結(jié)而成。所述高比重媽合金是以W為基材，并添加少量N1、Cu、Fe、Co等元素的合金材料，其中，所述W占該鎢合金的質(zhì)量百分比彡85%，從而使得這種鎢合金的密度高達(dá)16.5-19.0g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到磨具鋼的5倍，可與銅、銀焊料焊接，射線吸收能力比鉛高30-40%，可以廣泛用作軍事、醫(yī)療、機(jī)械、電子等行業(yè)中的屏蔽、配種材料，如，手機(jī)中的質(zhì)量塊、陀螺儀的轉(zhuǎn)子等。
[0015]本發(fā)明還提供了一種制作上述高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，該燒結(jié)工藝包括如下步驟:
[0016]S1、配料:提供粒狀的含水率< 0.2%的鎢合金喂料，該鎢合金喂料由高比重鎢合金粉末與有機(jī)粘接劑混合而成，該鎢合金至少包括W、N1、Cu、Fe、及Co，其中W占該鎢合金的質(zhì)量百分比彡85%，從而使得所述媽合金的密度達(dá)到16.5-19.0g/cm3。
[0017]S2、成型:將所述鎢合金喂料在注射溫度100-195°C、注射壓力600_1800bar、注射速度30-140mm/s的條件下注射到模具中，優(yōu)選的注射周期為25s。所述模具的模具溫度優(yōu)選的選擇35°C，其內(nèi)的保壓壓力依次選擇750bar、750bar、以及l(fā)OObar，對應(yīng)的保壓時間依次為0.2s、0.8s、以及0.1s。根據(jù)實(shí)際不同產(chǎn)品的大小，該注射周期、保壓壓力和保壓時間都需要進(jìn)行調(diào)整，以形成無缺陷的鎢合金生坯
[0018]S3、溶劑脫脂:將所述鎢合金生坯置于溫度為25-45°C的水浴中進(jìn)行溶劑脫脂8-24h，優(yōu)選的脫脂劑為正庚烷。
[0019]S4、氣氛熱脫脂:將溶劑脫脂后的鎢合金生坯置于氨分解氣中，以最高脫脂溫度為600-1000 °C的推桿爐中以20-45min/舟的推舟速度進(jìn)行熱脫脂10_28h。
[0020]S5、氣氛燒結(jié):將熱脫脂后的鎢合金生坯置于氨分解氣中，以最高燒結(jié)溫度為1400-1500°C，推舟速度為20-45min/舟的推桿爐進(jìn)行燒結(jié)10_28h，冷卻后得到高比重鎢合金。
[0021]為了使得燒結(jié)后的高比重鎢合金具備更好的抗氧化、鹽霧腐蝕等性能，還可以對燒結(jié)后的鎢合金進(jìn)行熱處理或者電鍍等后續(xù)工藝，即對燒結(jié)后的鎢合金進(jìn)行熱處理或者對燒結(jié)后的鎢合金進(jìn)行電鍍，以在所述鎢合金表面形成鍍層。
[0022]本發(fā)明提供的燒結(jié)工藝燒結(jié)出來的高比重鎢合金，具有密度高、硬度大、無磁性、燒結(jié)溫度低、以及熱膨脹系數(shù)低等，可以滿足高溫高濕鹽霧等要求，并且具有與鍛件接近的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟: 配料:提供粒狀的鎢合金喂料，該鎢合金喂料由高比重鎢合金粉末與粘接劑混合而成，該鎢合金至少包括W、N1、Cu、Fe、及Co，其中W占該鎢合金的質(zhì)量百分比彡85% ; 成型:將所述鎢合金喂料在注射溫度為100-195°C、注射壓力為600-1800bar、注射速度為30-140mm/s的條件下注射到模具中，以形成鎢合金生坯； 溶劑脫脂:將所述鎢合金生坯置于溫度為25-45°C的水浴中進(jìn)行溶劑脫脂8-24h ; 氣氛熱脫脂:將溶劑脫脂后的鎢合金生坯在脫脂溫度為600-1000°C，推舟速度為20-45min/舟的分解氣中進(jìn)行熱脫脂10_28h ； 氣氛燒結(jié):將熱脫脂后的鎢合金生坯在燒結(jié)溫度為1400-1500°C，推舟速度為20-45min/舟的分解氣中進(jìn)行燒結(jié)10_28h，冷卻后得到高比重鎢合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:在配料步驟中，所述鎢合金喂料的含水率< 0.2%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:所述鎢合金的密度為 16.5-19.0g/Cm304.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:在配料步驟中，所述粘接劑為有機(jī)粘接劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:在溶劑脫脂步驟中，利用正庚烷進(jìn)行溶劑脫脂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:在熱脫脂和燒結(jié)步驟中，所述鎢合金生坯均在推桿爐中進(jìn)行氣氛熱脫脂和氣氛燒結(jié)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，其特征在于:在熱脫脂和燒結(jié)步驟中，均采用氨分解氣作為保護(hù)氣體。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高比重鎢合金的燒結(jié)工藝，該工藝包括以下步驟：配料：提供粒狀的鎢合金喂料；成型：將所述鎢合金喂料注射到模具中，以形成鎢合金生坯；溶劑脫脂：將所述鎢合金生坯置于水浴中進(jìn)行溶劑脫脂；氣氛熱脫脂：將溶劑脫脂后的鎢合金生坯進(jìn)行氣氛熱脫脂；氣氛燒結(jié)：將熱脫脂后的鎢合金生坯進(jìn)行氣氛燒結(jié)，冷卻后得到高比重鎢合金。本發(fā)明提供的燒結(jié)工藝燒結(jié)出來的高比重鎢合金，具有密度高、硬度大、無磁性、燒結(jié)溫度低、以及熱膨脹系數(shù)低等，可以滿足高溫高濕鹽霧等要求，并且具有與鍛件接近的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
【IPC分類】C22C27/04, C22C1/04
【公開號】CN105154700
【申請?zhí)枴緾N201510618742
【發(fā)明人】鄔海燕, 王晶
【申請人】瑞聲精密制造科技(常州)有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月24日