W-50Cu與Mo-15Cu的制備研究.pdf

1、本文分別研究了用液相燒結(jié)法制備W-50wt.％Cu(W-50Cu)和用預(yù)熔滲-中溫模鍛-軋制新工藝制備Mo-15wt.％Cu(Mo-15Cu)。
　　 1.液相燒結(jié)法制備W-50wt.％Cu
　　 在傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中,采用液相燒結(jié)方法制備大體積分?jǐn)?shù)液相存在的合金時,因沒有仔細(xì)考慮燒結(jié)前粉末混合的均勻性、粉末粒度、生坯密度和燒結(jié)溫度等多種參數(shù)的影響,所以合金在液相燒結(jié)時容易出現(xiàn)宏觀上的塊體垮塌、扭曲、漏液,以及微觀上的成分

2、偏析等嚴(yán)重的問題。因此液相燒結(jié)中液相體積分?jǐn)?shù)一般不超過35％。本文研究了以上工藝參數(shù)對液相體積分?jǐn)?shù)高達(dá)68.4％的W-50wt.％Cu合金的液相燒結(jié)過程的影響,并研究了軋制燒結(jié)前高速壓制成型工藝和燒結(jié)后軋制工藝對合金組織性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　 (1)采用平均粒度為1.85μm的W粉制備合金,混粉時加入過量酒精進(jìn)行濕磨,球料比為3∶1,生坯密度為72.4％,燒結(jié)溫度為1400℃時,可以得到形狀規(guī)則、表面光潔、無漏銅現(xiàn)象,微觀

3、組織均勻無明顯成分偏析,致密度達(dá)到96.8％的合金;
　　 (2)混粉均勻性和生坯密度的提高,或者W粉粒度和燒結(jié)溫度的降低能有效防止合金液相燒結(jié)過程中出現(xiàn)漏銅。當(dāng)混粉不均勻,或者致密度低于68.8％的生坯在1400℃燒結(jié)時,銅液從基體四周溢出。當(dāng)使用9.45μmW粉粒時,銅液從基體頂部溢出;
　　 (3)W-50wt.％Cu合金液相燒結(jié)后致密度隨生坯密度的降低而增加。當(dāng)密度為65.6％生坯在1400℃燒結(jié)后,致密度達(dá)到9

4、7.3％,但此時已經(jīng)出現(xiàn)漏銅。而在1050℃下固相燒結(jié)后密度隨生坯密度變化規(guī)律與之正好相反,最高致密度只有92.0％;
　　 (4)由于合金生坯在垂直方向上存在密度梯度差,導(dǎo)致燒結(jié)后縱截面由矩形收縮成梯形。提出收縮差H0來量化垂直方向上的變形程度:H0=SOA-SOB=1/4(4∑i=1 a0i-a1i/a0i)-1/4(4∑i=1 b0i-b1i/b0i),發(fā)現(xiàn)生坯密度越低,垂直方向收縮差越大,變形越嚴(yán)重;
　　 (5

5、)用平均粒度為1.85μm的W粉制備W-50wt.％Cu合金,其液相燒結(jié)后組織中,中部比上部和下部的Cu含量略低,成分偏析可以忽略不計,但是用平均粒度為9.45μm的W粉制備的合金組織在重力方向上存在嚴(yán)重的成分偏析;
　　 (6)將燒結(jié)后的W-50wt.％Cu合金在700℃軋制,每道次變形量為10％,可以達(dá)到總變形量60％而不開裂,軋制后致密度達(dá)到99.1％,組織均勻性大大提高,熱導(dǎo)率達(dá)到296 W·M-1·K-1,熱膨脹系數(shù)為

6、11.6×10-6·K-1;
　　 (7)用混合粉末室溫鍛造、預(yù)壓坯在室溫和950℃鍛造三種方法成型,發(fā)現(xiàn)預(yù)壓坯熱鍛后的致密度可達(dá)到91.90,4,在1400℃燒結(jié)后致密度達(dá)到95.0％,但組織均勻性比普通模鍛降低。
　　 2.預(yù)熔滲-中溫模鍛-軋制新工藝制備Mo-15wt.％Cu
　　 Mo-Cu合金由于其高導(dǎo)熱性和可調(diào)的低熱膨脹性得到廣泛應(yīng)用。但是目前Mo含量高于80 wt％的Mo-Cu合金的制備存在很大困難

7、。本文提出了一種制備高M(jìn)o含量的Mo-Cu合金的新方法:(1)將Mo粉壓成相對合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的骨架;(2)Mo骨架與合金成分配比所需質(zhì)量的Cu片一起在1200℃熔滲2 h得到預(yù)熔滲坯;(3)預(yù)熔滲坯在950℃模鍛得到接近完全致密的合金;(5)模鍛所得合金先在600℃熱軋變形70％,然后冷軋變形10％。結(jié)果如下:
　　 實驗結(jié)果表明,用此工藝制備Mo-15wt.％Cu合金的綜合性能良好,低致密度(83％)的預(yù)熔滲坯經(jīng)鍛造后相