振荡压力烧结制备W-Ni-Fe难熔合金及工艺优化研究
发布时间：2021-11-07 00:51
W-Ni-Fe难熔合金具有密度高,强度高,韧性好以及其它优异的性能在国民生活中得以广泛的应用,在兵器工业中如穿甲弹、破甲弹和穿爆燃弹,在航空航天领域中可以用作导航仪表的陀螺仪外缘转子,在核工业中主要用于防射线屏蔽材料等,因而,W-Ni-Fe难熔合金是一种极为重要的战略性材料。然而,由于难熔合金具有熔点高,难于烧结等因素,同时也由于工艺和技术的局限性,严重影响着W-Ni-Fe难熔合金的性能,制约着难熔合金的应用范围。因此,发展新型烧结技术,制备出性能优良、晶粒尺寸细小、组织均匀的W-Ni-Fe难熔合金具有重要的现实和战略意义。本文以90W-7Ni-3Fe难熔合金为研究对象,采用振荡压力烧结技术对90W-7Ni-3Fe难熔合金粉末进行烧结,由于,振荡压力烧结技术是在热压烧结的基础上,采用一定频率的振荡压力作为烧结驱动力,振荡压力烧结的驱动力是一种动态压力,区别于传统的恒定静态压力,但是,这也说明振荡压力烧结技术与传统的热压烧结技术有着密不可分的联系。因此,在本文中,采用振荡压力烧结技术和热压烧结技术等两种烧结技术对90W-7Ni-3Fe难熔合金粉末进行烧结对比,从烧结温度和烧结时间等角度出...
【文章来源】：郑州航空工业管理学院河南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钨合金压焊头
1绪论-2-（8）可焊接性相对良好。W-Ni-Fe难熔合金可以用钢、银焊接料等进行钎焊，如图1.1；图1.1钨合金压焊头（9）机加工性能较好。由于W-Ni-Fe难熔合金的延性相对表现优异，一方面可以进行如车、铣等机加工，另一方面，还可以进行如轧制、锻造加工等发生形变较大的强化处理。（10）耐高温性能良好。W-Ni-Fe难熔合金在800℃或者更高的温度时仍然能够保持一定的强度。目前，W-Ni-Fe难熔合金已广泛地应用于现代军工工业、航空航天和民用工业中，如兵器工业中的穿甲弹和破甲弹，如图1.2；在航空航天工业中可以用作导航图1.2穿甲弹仪表的陀螺仪外缘转子、可以在飞机上用作惯性旋转元件等，如图1.3；在核工业中主要用于防射线屏蔽材料等；在电气工业、机械制造领域中可以用作电火花加工用电极材料、点焊材料、做模具及车铣刀刀头、高档轿车的曲轴以及用作手机上的振子材料等，因而，W-Ni-Fe难熔合金使其成为了一种极为重要的战略金属。
1绪论-3-图1.3钨合金航空零件难熔合金以其难熔而著称，而制备性能优良的W-Ni-Fe难熔合金的难点在于烧结方面困难，在烧结时容易因为较高的烧结温度以及较长的烧结时间，而导致样品发生晶粒长大，气孔较多，以及密度较低等情况发生。目前，除了一些传统的烧结工艺如凝固技术、固相烧结技术、液相烧结技术等，也有一些新的烧结方法在发展，如微波烧结、SPS烧结以及新型振荡压力烧结等，这些技术在解决W-Ni-Fe难熔合金的难点或多或少都有自己的一些优势，当然也有一定的局限性，如理论不成熟或者实验结果的不确定性等因素。1.2难熔合金的制备技术1.2.1凝固及其他技术凝固技术，其以凝固原理为依托，在样品的凝固过程中对其进行控制的一种手段，主要是依据实际性能方面需求以及材料自身的特点等，来获得与预期性能要求相差不大的的微观组织、无凝固缺陷的铸件或铸锭等，主要分为定向凝固技术和快速凝固技术。（1）定向凝固技术定向凝固技术，主要是在凝固过程中采取特殊的手段，使金属的凝固体和未凝固熔体之间能够形成一定方向的温度梯度，这样可能够促使熔体在凝固时与热流流动方向相反，以此可以得到一种具有特定取向的柱状晶[4]。定向凝固技术主要分为发热剂法、功率降低法、高速凝固法、液态金属冷却法等。而现阶段，随着科学技术的发展，定向凝固技术也得到了一定的发展，如形成了区域熔化-液态金属冷却法、磁成形定向凝固技术、过冷定向凝固技术、连续定向凝固法(OCC)、二维定向凝固技术(BDS)等新型的定向凝固技术[5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多路粉末送进激光立体成形钨合金组织凝固形态分析[J]. 杨海欧,王猛,魏雷,林鑫,黄卫东. 中国表面工程. 2018(03)
[2]振荡压力烧结法制备高致密度细晶粒氧化锆陶瓷[J]. 李双,谢志鹏. 无机材料学报. 2016(02)
[3]高比重钨合金的研究现状[J]. 王松,陈宏燕,胡洁琼,谢明,杨有才,张吉明,陈永泰,刘满门,崔浩. 贵金属. 2011(03)
[4]微波烧结W-Ni-Fe高比重合金及其机理研究[J]. 彭元东,易健宏,吴彬,叶途明,李丽娅,罗述东. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[5]W-Ni-Fe高比重合金的SPS烧结行为[J]. 梅雪珍,贾成厂,尹法章,陈黎亮. 北京科技大学学报. 2007(05)
[6]微波烧结工作原理及工业应用研究[J]. 刘继胜. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[7]定向凝固理论及技术的研究现状[J]. 彭广威,刘健,李理,曾斌. 铸造设备研究. 2005(04)
[8]烧结温度对高钨重合金性能的影响[J]. 吴恩熙,吴爱华. 稀有金属与硬质合金. 2004(01)
[9]微波烧结原理与研究现状[J]. 范景莲,黄伯云,刘军,吴恩熙. 粉末冶金工业. 2004(01)
[10]放电等离子加压烧结（SPS）技术特点及应用[J]. 张东明,傅正义. 武汉工业大学学报. 1999(06)
硕士论文
[1]液相烧结90W-7Ni-3Fe高密度钨合金组织性能研究[D]. 胡海.哈尔滨工业大学 2017
[2]高密度钨合金机械合金化及强化烧结工艺研究[D]. 周少华.哈尔滨工业大学 2016
[3]难熔金属（V、Nb、W）低指数表面熔化的分子动力学模拟研究[D]. 阳喜元.湖南大学 2005
[4]W-Ni-Fe系高密度合金力学性能的研究[D]. 吴爱华.中南大学 2004
本文编号：3480844
【文章来源】：郑州航空工业管理学院河南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钨合金压焊头
1绪论-2-（8）可焊接性相对良好。W-Ni-Fe难熔合金可以用钢、银焊接料等进行钎焊，如图1.1；图1.1钨合金压焊头（9）机加工性能较好。由于W-Ni-Fe难熔合金的延性相对表现优异，一方面可以进行如车、铣等机加工，另一方面，还可以进行如轧制、锻造加工等发生形变较大的强化处理。（10）耐高温性能良好。W-Ni-Fe难熔合金在800℃或者更高的温度时仍然能够保持一定的强度。目前，W-Ni-Fe难熔合金已广泛地应用于现代军工工业、航空航天和民用工业中，如兵器工业中的穿甲弹和破甲弹，如图1.2；在航空航天工业中可以用作导航图1.2穿甲弹仪表的陀螺仪外缘转子、可以在飞机上用作惯性旋转元件等，如图1.3；在核工业中主要用于防射线屏蔽材料等；在电气工业、机械制造领域中可以用作电火花加工用电极材料、点焊材料、做模具及车铣刀刀头、高档轿车的曲轴以及用作手机上的振子材料等，因而，W-Ni-Fe难熔合金使其成为了一种极为重要的战略金属。
1绪论-3-图1.3钨合金航空零件难熔合金以其难熔而著称，而制备性能优良的W-Ni-Fe难熔合金的难点在于烧结方面困难，在烧结时容易因为较高的烧结温度以及较长的烧结时间，而导致样品发生晶粒长大，气孔较多，以及密度较低等情况发生。目前，除了一些传统的烧结工艺如凝固技术、固相烧结技术、液相烧结技术等，也有一些新的烧结方法在发展，如微波烧结、SPS烧结以及新型振荡压力烧结等，这些技术在解决W-Ni-Fe难熔合金的难点或多或少都有自己的一些优势，当然也有一定的局限性，如理论不成熟或者实验结果的不确定性等因素。1.2难熔合金的制备技术1.2.1凝固及其他技术凝固技术，其以凝固原理为依托，在样品的凝固过程中对其进行控制的一种手段，主要是依据实际性能方面需求以及材料自身的特点等，来获得与预期性能要求相差不大的的微观组织、无凝固缺陷的铸件或铸锭等，主要分为定向凝固技术和快速凝固技术。（1）定向凝固技术定向凝固技术，主要是在凝固过程中采取特殊的手段，使金属的凝固体和未凝固熔体之间能够形成一定方向的温度梯度，这样可能够促使熔体在凝固时与热流流动方向相反，以此可以得到一种具有特定取向的柱状晶[4]。定向凝固技术主要分为发热剂法、功率降低法、高速凝固法、液态金属冷却法等。而现阶段，随着科学技术的发展，定向凝固技术也得到了一定的发展，如形成了区域熔化-液态金属冷却法、磁成形定向凝固技术、过冷定向凝固技术、连续定向凝固法(OCC)、二维定向凝固技术(BDS)等新型的定向凝固技术[5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多路粉末送进激光立体成形钨合金组织凝固形态分析[J]. 杨海欧,王猛,魏雷,林鑫,黄卫东. 中国表面工程. 2018(03)
[2]振荡压力烧结法制备高致密度细晶粒氧化锆陶瓷[J]. 李双,谢志鹏. 无机材料学报. 2016(02)
[3]高比重钨合金的研究现状[J]. 王松,陈宏燕,胡洁琼,谢明,杨有才,张吉明,陈永泰,刘满门,崔浩. 贵金属. 2011(03)
[4]微波烧结W-Ni-Fe高比重合金及其机理研究[J]. 彭元东,易健宏,吴彬,叶途明,李丽娅,罗述东. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[5]W-Ni-Fe高比重合金的SPS烧结行为[J]. 梅雪珍,贾成厂,尹法章,陈黎亮. 北京科技大学学报. 2007(05)
[6]微波烧结工作原理及工业应用研究[J]. 刘继胜. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[7]定向凝固理论及技术的研究现状[J]. 彭广威,刘健,李理,曾斌. 铸造设备研究. 2005(04)
[8]烧结温度对高钨重合金性能的影响[J]. 吴恩熙,吴爱华. 稀有金属与硬质合金. 2004(01)
[9]微波烧结原理与研究现状[J]. 范景莲,黄伯云,刘军,吴恩熙. 粉末冶金工业. 2004(01)
[10]放电等离子加压烧结（SPS）技术特点及应用[J]. 张东明,傅正义. 武汉工业大学学报. 1999(06)
硕士论文
[1]液相烧结90W-7Ni-3Fe高密度钨合金组织性能研究[D]. 胡海.哈尔滨工业大学 2017
[2]高密度钨合金机械合金化及强化烧结工艺研究[D]. 周少华.哈尔滨工业大学 2016
[3]难熔金属（V、Nb、W）低指数表面熔化的分子动力学模拟研究[D]. 阳喜元.湖南大学 2005
[4]W-Ni-Fe系高密度合金力学性能的研究[D]. 吴爱华.中南大学 2004
本文编号：3480844
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