W-50Cu與Mo-15Cu的制備研究.pdf

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

2、偏析等嚴重的問題。因此液相燒結中液相體積分數(shù)一般不超過35％。本文研究了以上工藝參數(shù)對液相體積分數(shù)高達68.4％的W-50wt.％Cu合金的液相燒結過程的影響,并研究了軋制燒結前高速壓制成型工藝和燒結后軋制工藝對合金組織性能的影響,結果發(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行濕磨,球料比為3∶1,生坯密度為72.4％,燒結溫度為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粉粒度和燒結溫度的降低能有效防止合金液相燒結過程中出現(xiàn)漏銅。當混粉不均勻,或者致密度低于68.8％的生坯在1400℃燒結時,銅液從基體四周溢出。當使用9.45μmW粉粒時,銅液從基體頂部溢出;
　　 (3)W-50wt.％Cu合金液相燒結后致密度隨生坯密度的降低而增加。當密度為65.6％生坯在1400℃燒結后,致密度達到9

4、7.3％,但此時已經(jīng)出現(xiàn)漏銅。而在1050℃下固相燒結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,導致燒結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重的成分偏析;
　　 (6)將燒結后的W-50wt.％Cu合金在700℃軋制,每道次變形量為10％,可以達到總變形量60％而不開裂,軋制后致密度達到99.1％,組織均勻性大大提高,熱導率達到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、預壓坯在室溫和950℃鍛造三種方法成型,發(fā)現(xiàn)預壓坯熱鍛后的致密度可達到91.90,4,在1400℃燒結后致密度達到95.0％,但組織均勻性比普通模鍛降低。
　　 2.預熔滲-中溫模鍛-軋制新工藝制備Mo-15wt.％Cu
　　 Mo-Cu合金由于其高導熱性和可調的低熱膨脹性得到廣泛應用。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Mo含量的Mo-Cu合金的新方法:(1)將Mo粉壓成相對合金質量分數(shù)為60％的骨架;(2)Mo骨架與合金成分配比所需質量的Cu片一起在1200℃熔滲2 h得到預熔滲坯;(3)預熔滲坯在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％。結果如下:
　　 實驗結果表明,用此工藝制備Mo-15wt.％Cu合金的綜合性能良好,低致密度(83％)的預熔滲坯經(jīng)鍛造后相