【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及粉末冶金，具體為一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法。
技術(shù)介紹
1、純鎳板帶材具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕性、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性以及塑性加工性能，同時(shí)還具有優(yōu)良的可焊性能，滿足電子產(chǎn)品的力、電、熱性能要求。隨著航空航天、核反應(yīng)堆等高溫領(lǐng)域?qū)冩嚢鍘Р牡男枨笕找嬖龆啵瑢冩嚢鍘Р牡哪蜔嵝阅芴岢龈鼮榭量痰囊蟆Ｓ捎诩冩嚢鍘Р囊话銥闊彳垺⒗滠埣庸ざ桑诟邷丨h(huán)境制造加工或長期使用時(shí)易發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶而軟化，導(dǎo)致力學(xué)性能衰退，影響鎳板帶材的使用效能。為解決此問題，一般采用微合金化手段，在一定的溫度范圍內(nèi)在鎳基體中形成較為穩(wěn)定的第二相，來提高鎳的耐熱性能。但傳統(tǒng)熔鑄鎳錠過程易產(chǎn)生微合金化元素偏析問題，形成的第二相在基體中尺寸、分布不均勻，造成軋制加工開裂而致使成材率較低，同時(shí)嚴(yán)重影響產(chǎn)品批次穩(wěn)定性和性能一致性，因此專利技術(shù)人設(shè)計(jì)了一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、(一)解決的技術(shù)問題
2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，解決了傳統(tǒng)熔鑄鎳錠過程易產(chǎn)生微合金化元素偏析問題
3、(二)技術(shù)方案
4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，包括以下工藝步驟：
5、s1、前驅(qū)體粉末制備：將硝酸鎳與仲鎢酸銨按比例共同溶解于去離子水中，攪拌均勻，將上述混合溶液噴灑入含有氫氣與有機(jī)還原氣混合氣體的井式爐中，單個(gè)噴嘴
6、s2、板坯成型：將s1步驟中得到的納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合粉末導(dǎo)入橡膠或硅膠包套中，置入冷等靜壓機(jī)中進(jìn)行壓制成形，冷等靜壓壓力范圍為150～400mpa，保壓時(shí)間范圍為6～20min，得到寬度范圍為10～800mm、厚度范圍為10～400mm、長度范圍為100～2000mm的板坯；
7、s3、板坯燒結(jié)致密化：將s2步驟中得到的板坯放置在氫氣燒結(jié)爐中，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)致密化，氫氣燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)溫度范圍為1150～1400℃，保溫時(shí)間范圍為2～5h，得到全致密、高性能納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料燒結(jié)坯；
8、s4、鎳基復(fù)合材料板帶材加工：將s4步驟中得到的燒結(jié)坯先進(jìn)行熱軋加工，預(yù)熱溫度范圍為900～1200℃，單道次壓下量范圍為2～30mm，軋制速度范圍為10～200mm/s，熱軋至厚度范圍為2～20mm；再進(jìn)行冷軋加工，單道次壓下量為0.1～1mm，軋制速度為1～20mm/s，最終軋成厚度為0.15～2mm的鎳基復(fù)合材料板帶材。
9、優(yōu)選的，所述s1步驟中硝酸鎳與仲鎢酸銨的比例是以鎢的質(zhì)量占鎢與鎳總質(zhì)量的0.2％～2％進(jìn)行換算。
10、優(yōu)選的，所述s1步驟中有機(jī)還原氣體為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔中的一種或多種混合。
11、優(yōu)選的，所述s1步驟中納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合粉末的平均粒度范圍為1～20μm。
12、優(yōu)選的，所述s2步驟中的復(fù)合粉末在壓制成型之前根據(jù)產(chǎn)品需要可添加cr、mo、v、ti、zr、co、fe等合金元素單質(zhì)粉末中的一種或多種，復(fù)合粉末需混合均勻之后進(jìn)行壓制成型。
13、工作原理：本技術(shù)方案是以硝酸鎳與仲鎢酸銨作為原料，基于熱分解-選擇性碳化工藝制備納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合粉末，通過冷等靜壓成型、燒結(jié)與軋制加工組合致密化等過程制備納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料板帶材，由于鎢在鎳中能夠形成固溶體，室溫下碳在鎳中固溶度很小，而碳與鎢的結(jié)合能力極強(qiáng)，反應(yīng)過程中鎢會(huì)被碳從鎳基體中奪出而形成碳化鎢顆粒，碳化過程生成的碳化鎢顆粒細(xì)小且高溫穩(wěn)定，能夠提高鎳基體的軟化溫度、強(qiáng)度和硬度，降低其對導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的影響，從而提高納米碳化鎢增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料的綜合使用性能。
14、(三)有益效果
15、本專利技術(shù)提供了一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法。具備以下有益效果：
16、(1)、該高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，制備納米碳化鎢增強(qiáng)鎳基復(fù)合粉末的工藝短時(shí)高效，粉末粒度細(xì)，燒結(jié)活性高，可加快燒結(jié)致密化進(jìn)程。
17、(2)、該高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，制備出的納米碳化鎢增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料中碳化鎢顆粒在基體中均勻分布，尺寸細(xì)小(＜50nm)，高溫穩(wěn)定，顯著提高使用溫度。
18、(3)、該高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，碳化鎢顆粒能夠在基體中均勻分布，尺寸小于50nm，鎳基板帶材的室溫、高溫性能優(yōu)異，顯著提升鎳基板帶材的使用溫度，細(xì)小均勻碳化鎢顆粒在室溫、高溫均能有效阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高基體在室溫和高溫環(huán)境下的強(qiáng)度，對導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能影響小，綜合性能高于鎳基合金。
19、(4)、該高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，簡化產(chǎn)品制備工藝流程，成品性能一致性良好，生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。
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1.一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：包括以下工藝步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述S1步驟中硝酸鎳與仲鎢酸銨的比例是以鎢的質(zhì)量占鎢與鎳總質(zhì)量的0.2％～2％進(jìn)行換算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述S1步驟中有機(jī)還原氣體為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔中的一種或多種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述S1步驟中納米碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合粉末的平均粒度范圍為1～20μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述S2步驟中的復(fù)合粉末在壓制成型之前根據(jù)產(chǎn)品需要可添加Cr、Mo、V、Ti、Zr、Co、Fe等合金元素單質(zhì)粉末中的一種或多種，復(fù)合粉末需混合均勻之后進(jìn)行壓制成型。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：包括以下工藝步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述s1步驟中硝酸鎳與仲鎢酸銨的比例是以鎢的質(zhì)量占鎢與鎳總質(zhì)量的0.2％～2％進(jìn)行換算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)耐熱鎳基復(fù)合材料板帶材的制備方法，其特征在于：所述s1步驟中有機(jī)還原氣體為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔中的一種或多種混合。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳存廣，孫飛翔，
申請(專利權(quán))人：無錫市東楊新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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