高速压制法制备W90Cu复合材料的工艺研究.pdfVIP

五、难熔金属及合金 高速压制法制备W90／Cu复合材料的工艺研究 张启旺①余惺 王志法姜国圣 中南大学，材料科学与工程学院，长沙410083 摘要通过传统压型工艺，很难获得相对密度为踟．65％的W90骨架。本实验中采用了高速压制技术 HVC 料的组织和成分进行观察与分析，并测定材料的密度、气密性、热导率和热膨胀系数 CTE 。 关键词 高速压制 HVC ；致密度；热导率；热膨胀系数 1 前言 钨铜复合材料是由钨和铜两种互不固溶的金属构成的假合金，它结合了钨的高熔点、高硬度、低 膨胀系数和铜的高导电、导热性能，是一种性能优良的复合材料。近年来P／M工业的增长在很大程度 AB公司 上归结于P／M制备工艺技术的的不断提高。2001年在美国金属粉末联合会上，瑞典Htigangts 的Paul 金成型技术的又一次新的突破。 高速压制技术 HVC 和常规粉末冶金的单向压制极为相似，在压制压力为600—1000MPa，压制 速度为2～30m／s的条件下对粉体进行高能锤击。锤头的重量和它的冲击瞬间速度决定了压制能量的 大小和材料致密的程度。简要的过程和冲击波产生的示意图如图1所示。HVC的致密化主要是通过 由液压控制的重锤产生的强烈冲击波来实现，冲击功通过压制工具传递到粉末上。 锤头 一 叟 杂 坦 0．020．040．06O．080．100．120．140．160．180．2 时间／s ㈣ 冲击波压制曲线 图1 ItVC基本原理示意图及冲击波压制曲线示意图 制备高密度、高强度粉末冶金制品是粉末冶金工业的发展方向和研究重点，提高制品致密化程度 将大大促进其性能的提高。由于钨的熔点高，在一般高温 1700。C 下烧结，粉末压坯收缩小，难以 致密化，又因钨粉本身硬度高，成形性差，靠模压难以达到高钨含量所需要的骨架密度，因此用熔浸 法制备高钨含量高致密的钨铜材料的关键技术就是怎样获得一定致密度的钨骨架睁7l。从传统的致密 zhangqiwan90924@yahoo．oom．cn 2009全国粉末冶金学术会议 化选径来看，复压复烧、粉末锻造、热等静压、热压等技术都各有其优缺点。高速住制技术fl前在粉 末冶金铁制品方面应用较多．但在难熔金属脆性粉末方面的应用研究尚未见报导。本实验采用高速压 制技术 HVC 制得相对密度为80 金，不但降低丁生产成本，还提高了生产效率。 2实验材料和方法 采用费氏粒度为56“m和8¨m的钨粉按比例11混合。球磨24hj鼬口^适当的成型剂，首先， mmx155 在钢性模具内压制成尺寸为31…35 mm的预制压坯，然后采用高速压制 HVC 获得 W90骨架。图2为混合钨粉的SEM形貌。本次高速压制试验的设备为60吨摩擦式压力机，模具材料 为合金钢。 目2月台球磨钨粉的Ⅳ貌 M以下两个方面研究了钨粉的高速压制过程： 度对高速压制工艺过程的影响。 2 使用相同的混台鸽粉和成型剂，相同的压制能量下，在室温对不同质量的粉末直接进行1次 和2次高速压制。探讨粉束品质和多次压制对高速压制压环密度的影响。 3 观察高温熔渗后钨铜台金的SEM形貌，井测其热导率和热膨胀系散等热沉材料相关性能。 3性能测试 测量w骨架密度，渗铜后样品用排水法测量密度，用TG31精密天平称量样品品质。用sirion一 200场发射扫描电镜观察钨骨架及钨铜复合材料样品的微观组织；用jr,一3激光导热仪测试材料热扩 测量材料的热膨胀系