耐蝕鎢基燒結(jié)合金制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種耐蝕鎢基燒結(jié)合金，由于改善了高溫和高濕下的耐蝕性，它不需防護(hù)（如鍍Ｎｉ）而使用。該耐蝕鎢基燒結(jié)合金由８０－９７％（重量）Ｗ和余量Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ以及不可避免雜質(zhì)組成。Ｎｉ－Ｃｏ或Ｎｉ－Ｃｏ－Ｆｅ粘結(jié)相的組成由Ｎｉ、Ｃｏ和Ｆｅ比例為１０－９８％（重量）Ｎｉ、２－９０％（重量）Ｃｏ和０－７０％（重量）Ｆｅ所構(gòu)成。通過在還原氣氛下于比粘結(jié)相熔化溫度高１０－８０℃溫度液相燒結(jié)上述組成的混合粉而制得耐蝕鎢基燒結(jié)合金體。（*該技術(shù)在2014年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于慣性體等的具有高比重的鎢基燒結(jié)合金，更具體講，涉及具有優(yōu)越耐蝕性的鎢基繞結(jié)體及其制備方法。通過將鎢分散在Ni、Fe等粘結(jié)相中而制得的鎢基燒結(jié)合金可用作慣性體如重錘，因?yàn)樗哂懈弑戎兀约坝米髂＞哞T造的金屬模、電極材料、醫(yī)療輻射防護(hù)板等，因?yàn)樗哂袃?yōu)越的耐熱性、彈性模量和導(dǎo)熱性以及輻射防護(hù)性能。上面提到的慣性體的一個例子是一種振子，它用于安裝在頁式微型無線電呼叫機(jī)中的微振動發(fā)生器。這種振子通常由主要含鎢(W)，即鎢基燒結(jié)合金的高比重合金制成，它能滿足振子所要求的性能，如微型化、致密性和高慣性矩。例如，日本專利公開平3-146605(1991年)中公開了一種振子，它由鎢基燒結(jié)合金組成，如W-Ni-Fe，W-Ni-Cu或W-Mo-Ni-Fe，用于微型無線電呼叫機(jī)中振動發(fā)生器中的振子。含有這種鎢基燒結(jié)合金的振子的特點(diǎn)是它能通過鉚接而被固定在微型馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上，這是因?yàn)樵撜褡咏?jīng)加熱熱處理及隨后淬火后具有優(yōu)越的塑性。然而，這種常用的鎢基燒結(jié)合金易被腐蝕，在高溫和高濕下形成氫氧化鎢或氧化鐵并破碎成粉狀，并粘附在其它部件上，如馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上，這導(dǎo)致如不良操作或接觸失效等問題。因此，通常需要用鍍Ni等方法對鎢基燒結(jié)合金表面進(jìn)行防護(hù)，以便將其用于上述的振子，自動部件或電子部件。如上所述，必需用電鍍Ni等方法來保護(hù)鎢基燒結(jié)合金表面，以防止其腐蝕。因此，常規(guī)的鎢基燒結(jié)合金的生產(chǎn)率低，并且成本高。盡管為防護(hù)、目的所鍍Ni膜通常需要約2-6μm厚，由于鍍膜的粘附性差或不完整或因起泡等造成的鍍膜質(zhì)量差，使常規(guī)的鎢基燒結(jié)合金產(chǎn)率降低，導(dǎo)致燒結(jié)合金的可靠性不令人滿意。考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)中的情況，本專利技術(shù)的目的是提供一種耐蝕的鎢基燒結(jié)合金，由于具有改善的高溫高濕下的耐蝕性，該合金可以不需防護(hù)(如鍍Ni)而使用。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)提供的耐蝕鎢基燒結(jié)合金由80-97%(重量)W和余量的Ni、Co，或者Ni、Co、Fe，以及不可避免的雜質(zhì)組成，其中，構(gòu)成結(jié)合體中Ni-Co粘結(jié)相組成的Ni和Co的比例為10-98%(重量)Ni和2-90%(重量)Co，或者構(gòu)成結(jié)合體中Ni-Co-Fe粘結(jié)相組成的Ni、Co和Fe的比例為10-98%(重量)Ni、2-90%(重量)Co和不大于70%(重量)Fe。適宜的制備本專利技術(shù)鎢基燒結(jié)合金的方法是將80-97%(重量)的W粉和余量的Ni粉和Co粉，或者Ni粉、Co粉和Fe粉混合，然后在還原氣氛下于高于Ni-Co相或Ni-Co-Fe相熔化溫度10-80℃的溫度下液相燒結(jié)該混合粉，其中，Ni粉和Co粉結(jié)合體中構(gòu)成Ni-Co相組成的Ni和Co的比例為10-98%(重量)Ni和2-90%(重量)Co，或者Ni粉、Co粉和Fe粉結(jié)合體中構(gòu)成Ni-Co-Fe相組成的Ni、Co和Fe的比例為10-98%(重量)Ni、2-90%(重量)Co和不大于70%(重量)Fe。根據(jù)本專利技術(shù)，通過選擇W含量在一特定范圍、由Ni和Co或者Ni、Co和Fe結(jié)合形成粘結(jié)相，以及控制粘接相的組成，則可以獲得耐蝕鎢基燒結(jié)合金，它具有好的塑性和優(yōu)越的耐蝕性，并且可以不需防護(hù)即可使用。在本專利技術(shù)的鎢基燒結(jié)合金中，鎢含量的選擇范圍為80-97%(重量)，這是因?yàn)椋绻鸚含量小于80%(重量)，由于含Ni和Co或者Ni、Co和Fe的粘結(jié)相的比例過高，則在燒結(jié)過程中會導(dǎo)致變形，如果W含量超過97%(重量)，由于粘結(jié)相的比例不夠，則所獲得的合金的塑性降低并損失其加工性。當(dāng)通過Ni和Co結(jié)合而形成包圍W顆粒的粘結(jié)相時，本專利技術(shù)的鎢基燒結(jié)合金含Ni和Co的比例為10-98%(重量)Ni和2-90%(重量)Co，或當(dāng)通過Ni、Co和Fe結(jié)合而形成粘結(jié)相時，本專利技術(shù)的鎢基燒結(jié)合金含Ni、Co和Fe的比例為10-98%(重量)Ni、2-90%(重量)Co和不大于70%(重量)的Fe。當(dāng)通過Ni和Co結(jié)合而形成粘結(jié)相時，Ni含量的選擇范圍為10-98%(重量)，這是因?yàn)椋绻鸑i含量小于10%(重量)或Co含量超過90%(重量)，則該混合粉末很難燒結(jié)，如果Ni含量超過98%(重量)或Co含量小于2%(重量)，則形成的合金的耐蝕性會降低。當(dāng)通過Ni、Co和Fe結(jié)合形成粘結(jié)相時，Ni含量選擇范圍為10-98%(重量)，這是因?yàn)椋绻鸑i含量小于10%(重量)和Fe含量超過10%(重量)，由于在粘結(jié)相中析出的α-Fe相而使得到的合金在高溫和高濕下易被腐蝕，如果Fe含量小于10%(重量)，則該混合粉末難以燒結(jié)。另外，如果Ni含量超過98%(重量)，則得到的合金耐蝕性降低。當(dāng)通過Ni、Co和Fe結(jié)合形成粘結(jié)相時，Co含量選擇范圍為2-90%(重量)，這是因?yàn)椋绻鸆o含量小于2%(重量)則得到的合金耐蝕性降低，如果Co含量超過90%(重量)則混合粉末難以燒結(jié)。另外，F(xiàn)e含量選擇為不大于70%(重量)，這是因?yàn)椋绻鸉e含量超過70%(重量)，則在粘結(jié)相中易于析出α-Fe相，導(dǎo)致得到的合金在高溫和高濕下被腐蝕。特別地，當(dāng)由Ni、Co或者Ni、Co和Fe形成的粘結(jié)相的組成在附圖說明圖1所示組成圖中A、B、C和D四點(diǎn)所包圍的范圍內(nèi)時，則可得到具有非常優(yōu)越耐蝕性的鎢基燒結(jié)合金。換句話說，當(dāng)在Ni和Co結(jié)合體中Ni含量范圍為40-98%(重量)時，或者Ni、Co和Fe的組成在A、B、C和D點(diǎn)所包圍范圍內(nèi)時，可獲得非常優(yōu)越的耐蝕性，其中A點(diǎn)為98%(重量)Ni和2%(重量)Co，B點(diǎn)為88%(重量)Ni、2%(重量)Co和10%(重量)Fe，C點(diǎn)為10%(重量)Ni、60%(重量)Co和30%(重量)Fe，D點(diǎn)為40%Ni和60%(重量)Co。現(xiàn)在說明制備耐蝕鎢基燒結(jié)合金的方法。作為原料的鎢粉優(yōu)選具有約0.5-10μm的平均顆粒直徑，而形成粘結(jié)相的Ni粉、Co粉和Fe粉優(yōu)選具有同W粉相似的顆粒直徑，以在混合時獲得均勻。W粉、Ni粉和Fe粉都含有不可避免的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也帶入了合金中。因此，最好盡量降低雜質(zhì)的含量，特別是使混合粉末和合金最好含有不大于0.1%(重量)的氧和不大于0.05%(重量)的碳。如果氧或碳含量超過上述范圍，則禁止進(jìn)行燒結(jié)，因?yàn)檫@會使如此得到的鎢基燒結(jié)合金不能具有滿意的塑性并降低韌性。將按上述方法控制其組成的W粉和Ni粉或者W粉、Ni粉和Fe粉的混合粉在1-4噸/cm2壓力下壓制成型為未燒結(jié)壓坯，然后在還原氣氛下在高于Ni-Co或Ni-Co-Fe粘結(jié)相熔化溫度10-80℃的溫度下進(jìn)行液相燒結(jié)，由此得到具有優(yōu)越耐蝕性的鎢基燒結(jié)合金。特別地，當(dāng)未燒結(jié)壓坯在氫氣氛下液相燒結(jié)時，含在原料混合粉中的氧和碳被減少/去除，因此，可有效地降低鎢基燒結(jié)合金中所含的雜質(zhì)。在高于粘接相熔化溫度進(jìn)行液相燒結(jié)，如果燒結(jié)溫度低于Ni-Co或Ni-Co-Fe粘結(jié)相熔化溫度10℃，由于不充分燒結(jié)的結(jié)果而殘留孔隙，則所得合金的耐蝕性和塑性明顯降低。另一方面，如果燒結(jié)溫度超過粘結(jié)相熔化溫度80℃以上，則在燒結(jié)時會產(chǎn)生變形，則不能獲得所需形狀的合金。因此，燒結(jié)溫度必須設(shè)定在高于Ni-Co或Ni-Co-Fe粘結(jié)相熔化溫度10-80℃的范圍。按上述方法得到的本專利技術(shù)耐蝕鎢基燒結(jié)合金具有特別優(yōu)越的耐蝕性，它在高溫/高濕條件下不被腐蝕，并且可不防護(hù)如鍍Ni而用于各種部件。另外，本專利技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種耐蝕鎢基燒結(jié)合金，該合金由８０－９７％（重量）Ｗ和余量的Ｎｉ、Ｃｏ及不可避免的雜質(zhì)組成，其中構(gòu)成Ｎｉ－Ｃｏ粘結(jié)相組成的Ｎｉ和Ｃｏ的比例為１０－９８％（重量）Ｎｉ和２－９０％（重量）Ｃｏ。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：河村利夫，
申請(專利權(quán))人：住友電氣工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]