热挤压变形工艺制造高比重合金

钨合金又因其具有高密度、高熔点等一系列优异的性能的特点而被广泛应用在尖端科学领域、军事工业和民用工业中。高比重钨合金主要由镍、铁、钴、铜、铬等元素组成，常采用热等静压、辐射加热烧结方法制备。

目前，提高钨合金性能的方法主要有添加微量元素、改善成分配比、细化 钨颗粒尺寸、优化烧结工艺及热处理和形变强化等方法，其中形变强化效果最 显著，但形变强化只有大的塑性变形才能达到显著提高强度的目的，但强度大幅度提高的同时塑性就会下降。

为解决现有高比重钨合金产品塑性差、强度低、变形量小、残余力大，方法所需设备吨位大、脱模时间长、模具要严格密封及成本高的问题，研究人员开发出一种全新的热挤压变形工艺来制造高比重合金。工艺过程如下：

一、按重量百分比取 93.0％～97.0％的钨粉末、2.1％～4.9％的镍粉末、0.8％～2.0％的铁粉末和0.1％ 的钴粉末混合均匀，得混合粉末A；

二、将混合粉末A在100～400MPa成型 压力条件下制坯料，使坯料的相对密度为75％～85％；三、将坯料在氢气氛围 中加热至1400～1600℃，烧结30～150min；

四、按重量百分比取75.0％～80.0％ 的石墨和20.0％～25.0％的玻璃粉，然后以60r/min速率混粉24～30h，得混合粉末B；

五、将混合粉末B在200～900MPa成型压力条件下制润滑介质，使润滑介质的相对密度为35％～85％；

六、将润滑介质加热至200～1000℃，并 将步骤三中所得坯料加热至500～1400℃，然后将坯料与润滑介质放入带有润 滑剂的模具型腔中，在挤压力为800～1600MPa、压头速度为20～24mm/s、挤压3～10s，即得高比重钨合金材料；其中步骤六中坯料与润滑介质按质量比2～ 2.5∶1放入。

经过热挤压变形工艺所得到的高比重钨合金材料在500～1400℃温度范围内均成功进行了大变形的热挤压，经测得变形量可达70％～75％，抗拉强度为1420～ 1580MPa，延伸率6％～16％，硬度HRC45～48并可实现无残料挤压，同时可大幅度提高挤出高比重钨合金材料长细比，高比重钨合金材料长细比可达30以上, 还可使用较低吨位设备,挤压及脱模过程在几秒内即可完成，对模具密封情况 没有严格要求且生产成本低，原材料市场可购得。

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