YG18钨合金烧结新工艺
时间:2019-11-04 阅读:705
YG18钨合金烧结新工艺
高密度钨合金密度在16.5~19.0g/cm3之间,具有密度高,热膨胀系数小,抗蚀性和抗氧化性能好,导电导热性能好,强度高,延性好,抗冲击韧性好等诸多优点,在国防工业中得到广泛应用。
高密度钨合金的传统烧结方式为液相烧结。在液相烧结中,由于烧结温度达到液相线以上,晶粒极易长大,且由于固液密度差别大,在重力作用下易产生粘性流动,导致钨颗粒聚集而下沉,产生严重的坍塌变形。近年来,采用纳米粉末为原料来制备钨合金正成为研究热点,但纳米粉末活性高,在烧结过程中极易粗化。针对上述问题,近来出现了一些新的烧结技术。
一、固相烧结:在低熔点组元熔点以下进行的无液相生成的粉末冶金烧结。在此过程中由于没有液相流动,可避免因液相流动和钨颗粒下沉而引起的烧结坯料变形,但由于界面产生液相少,导致粘结强度较低。
二、两步烧结:先在低熔点组元的液相线温度以下进行固相烧结,然后加热到液相线以上进行液相烧结。固相烧结为液相烧结提供相对致密的骨架,有助于抑制液相烧结时的溶解析出和钨颗粒的聚集长大。两步烧结法综合了液相烧结与固相烧结的优点,但对改善晶粒度效果不明显。
三、低温活化烧结:降低烧结活化能,使得烧结温度降低,烧结时间缩短,烧结体性能得以提高。降低活化能的主要途径有:(1)添加第二相使基体材料在第二相中形成固溶体或中间相,促进物质扩散;第二相熔点降低可降低烧结活化能。(2)细化原料粉末,如纳米级粉末的烧结活性可大大提高。(3)使粉末体内产生大量的位错,空位和较大的晶格畸变,可降低烧结温度。
四、微波烧结:利用微波的特殊频段与材料的基本细微结构耦合而产生热量,通过材料的介质损耗使材料整体加热至烧结温度,从而实现材料致密化。微波加热克服了传统加热中被加热物体表面温度高,烧结驱动力损耗大的缺点,提高了温度分布均匀性,使材料内部热应力减至小,具有加热速度快,保温时间短,材料晶粒组织细小均匀,生产周期短,能源利用率高,安全无污染等优点,但由于金属材料对微波的反射率极大,微波烧结过程电磁能转化成热能的效率低,有待进一步研究。
五、放电等离子烧结:将金属粉末等装在石墨模具内,利用模冲和电极在粉末粒子间直接通入脉冲电流和压制压力,在电火花放电瞬间产生的高温场作用下进行压制烧结,从而实现短时间快速烧结。在放电等离子烧结过程中,脉冲电流快速击穿、破坏包裹粉末表面的氧化物,使颗粒表面得到净化,促使粉末瞬时发生微放电,激发出等离子活化颗粒,再通电加热至烧结温度,实现快速升降温及短时保温,从而使烧结过程快速跳过表面扩散阶段,可抑制颗粒的长大,但产品尺寸和形状受石墨模具的限制。