鎢高熵合金具有強(qiáng)度高、塑性好,機(jī)加工性優(yōu)異,熱膨脹係數(shù)小、抗腐蝕性、抗氧化性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性較佳的優(yōu)點,因此適合作為桿式動能穿甲彈的彈芯材料、平衡配重原件、慣性原件、射線遮罩材料等產(chǎn)品。然而,現(xiàn)有的製備工藝粉末冶金技術(shù)存在流程長、材料緻密度低、雜質(zhì)含量高等缺點。因此,為了克服上面的不足,下文將為大家介紹一種鎢高熵合金新的生產(chǎn)流程。其具體步驟如下:
(1)將去除氧化皮的潔淨(jìng)原料按照摩爾配比進(jìn)行配料;(2)依序送料至水冷銅模,關(guān)閉爐門,配置真空安全熔煉環(huán)境;(3)在真空安全熔煉環(huán)境下引弧熔煉,冷卻後將合金鑄錠翻轉(zhuǎn)並反復(fù)熔煉多次,至合金鑄錠成分均勻,制得高熵合金鑄錠。
該製造方法的注意事項如下:
1)步驟(1)中潔淨(jìng)原料包括W、Mo、Fe、Ni四種金屬元素,且四種金屬元素的純度均高於99.9wt%。
2)步驟(1)中所述去除氧化皮的步驟包括:使用砂紙和砂輪機(jī)對所選原料進(jìn)行打磨,去除氧化皮,經(jīng)酒精清洗超聲清洗,得到潔淨(jìng)的原料。
3)步驟(3)的引弧熔煉工藝包括非自耗真空電弧熔煉工藝和電磁懸浮熔煉工藝。當(dāng)利用非自耗真空電弧熔煉工藝熔煉時:步驟(2)的送料次序為:將潔淨(jìng)的四種金屬元素按熔點由低至高的順序從下至上堆放於水冷銅模的一個熔煉池內(nèi);當(dāng)利用電磁懸浮熔煉工藝熔煉時:步驟(2)的送料次序為:將潔淨(jìng)的鎢和鉬金屬先放入水冷銅模中,將Fe金屬元素和Ni金屬元素放入送料器中。
4)步驟(2)中真空安全熔煉環(huán)境為:爐膛抽真空至3×10-3MPa,之後充入高純氬氣至0.01Mpa。當(dāng)利用非自耗真空電弧熔煉工藝熔煉時,熔煉電流為450~600A;當(dāng)利用電磁懸浮熔煉工藝熔煉時,對銅模中的W和Mo進(jìn)行熔煉,利用交變電磁場在線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流加熱熔化金屬,依靠電磁場和感應(yīng)電流之間相互作用形成的洛倫茲力把金屬熔體懸浮起來,待W和Mo完全熔化後打開送料器開關(guān),加入Fe和Ni。
5)步驟(3)中引弧熔煉後,保持合金液態(tài)的時間至少為20分鐘,合金鑄錠翻轉(zhuǎn)180°。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,該技術(shù)的優(yōu)點有:(1)產(chǎn)品在室溫下的屈服強(qiáng)度大於1000MPa,且斷裂應(yīng)變達(dá)到了26%,在彈道靶實驗中表現(xiàn)出顯著的“自銳”效果,具有良好的機(jī)械性能;(2)根據(jù)產(chǎn)品金屬原料的密度進(jìn)行調(diào)整放料次序,不僅實現(xiàn)了原料之間的充分混合,同時還減少了原料在熔煉過程中因揮發(fā)而造成的損失量,大大提升了高熵合金的生產(chǎn)品質(zhì)以及產(chǎn)率。