[发明专利]一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种W‑WC‑TiC‑Hf‑Co合金棒材及其制备方法，它涉及合金材料制备技术领域。它由以下质量百分比的成分组成：WC 1％‑5％，TiC 2％‑8％，Hf 1％‑5％，Co 1％‑5％，余量为W和不可避免的杂质，制备方法：(1)采用湿法球磨的方法将钨粉、碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉和钴粉混合均匀，真空烘干后得到混合粉末；(2)真空烧结得到烧结体；(3)电子束熔炼2‑5次，得到铸锭；(4)热挤压，得到半成品棒坯；(5)热挤压，得到合金棒材。本发明W‑WC‑TiC‑Hf‑Co合金棒材具有高硬度、高强度和优异的综合力学性能，在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源等领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及的是合金材料制备技术领域，具体涉及一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法。

背景技术

难熔金属钨合金具有密度高、强度高等一系列优异的力学性能，在国防军工、航空航天、电子信息、能源、冶金和机械加工工业等领域中具有十分广泛的用途，在国民经济中占有重要的地位。高密度钨合金一般是指W-WC-TiC、W-WC-Cu、W-Cu合金体系，其含钨量为85％-99％，这些合金的共同特点是密度高(16.5-19.0g/cm³)、热膨胀系数小、抗蚀性和抗氧化性能好、导电导热性能好，而且有的合金还具有强度高、延性好、抗冲击韧性好等其他诸多优异性能，因此该类钨合金在尖端科学领域、国防工业和民用工业都得到了非常广泛的应用，如用于陀螺转子及飞机上的配重和减震材料、穿甲弹弹芯和子母弹、防X射线屏蔽材料、手机上的高密度合金振子、电热镦粗砧块和电极材料等。

随着科学技术日新月异的发展与更新换代，对材料的要求愈来愈高，与之相适应，采用新的技术和新型材料是研究发展新型高性能多功能钨合金材料的发展方向，在新一代集成电路中，由于布线越来越细(目前已达0.2μm)，散热和耐温的需要都将扩大对钨基板材的需求，此外金属化封装也将向难熔材料发展。因此，高密度钨合金及复合材料在结构和功能材料应用领域中的重要性已越发突出，其应用潜力越来越大。因而该类合金材料受到了世界各国的高度重视，已成为材料科学界最为活跃的研究领域之一。然而，传统的钨合金由于受自身缺陷和制备工艺的限制，无法大幅提高其综合力学性能。基于此，设计一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材及其制备方法，该W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材具有高硬度、高强度以及优异的综合力学性能，在航空航天领域、国防工业、电子信息、能源和动力机械等领域有广泛的应用前景。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC 1％-5％、TiC 2％-8％、Hf 1％-5％、Co 1％-5％，余量为W和不可避免的杂质。

作为优选，所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC2％-4％、TiC 3％-7％、Hf 2％-4％、Co 2％-4％，余量为W和不可避免的杂质。

作为优选，所述的W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材，由以下质量百分比的成分组成：WC3％、TiC 5％、Hf 3％、Co 3％，余量为W和不可避免的杂质。

一种W-WC-TiC-Hf-Co合金棒材的制备方法，其制备步骤为：

(1)采用湿法球磨的方法将碳化钨粉、碳化钛粉、铪粉、钴粉和钨粉混合均匀，真空烘干后得到混合粉末；

(2)将步骤(1)中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于真空烧结炉中，在真空度不大于5×10^-2Pa，温度为1200℃-1500℃的条件下保温2h-3h进行烧结处理，随炉冷却后得到烧结体；