军用钨合金制备技术

军用子弹,穿甲弹等的制备一般要求弹材料具有高密度,高强度,耐高温,不易变形等特性。而高密度钨合金刚好能满足其各个要求。所以,研究钨合金的制备技术在制造军用弹械方面显得尤为重要。

细化钨晶粒成为高密度钨合金研究的一个新的热点,采用机械合金化法(MA)、冷凝干燥法、化学气相沉积法、喷雾干燥法、溶胶一凝胶法等方法制备的预合金粉,并采用适当的工艺可制得非常细的粉末。另外,采用喷雾反应工艺可一步合成细晶粒、多成份、预合金化的钨基合金粉,这种钨基合金粉可在远低于粘结相熔点的温度下烧结达到高密度。

用MA工艺制备纳米晶钨合金复合粉末,通过在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的钨晶粒长大行为,MA工艺制备纳米晶粉末可促进致密化,使致密化温度降低约100~200℃ ,在一般固相烧结温度时可以得到晶粒尺寸为3~5μm的细晶高强度合金口 。他们还对纳米钨合金注射成形进行了研究,表明在1 350~1 450℃ 时固相烧结即达到了全致密,最终合金的晶粒约为3μm,抗拉强度大于1200MPa 。温压能明显提高压坯密度,温压坯件的径向收缩小于常温坯件的径向收缩,而且温压可以改善钨合金的显微组织。并且,钨合金采用预氧化活化烧结,可以降低烧结温度,减少钨合金变形,并得到致密的钨合金,同时可提高钨合金的抗拉强度和延伸率。



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弹用钨合金的变形强化研究

弹用高密度钨合金要求在保证高密度的前提下兼有高的强度和良好的韧性。因此,为了进一步提高钨合金的强韧性,需要对钨合金变形强化进行深入研究。

目前,用粉末冶金方法制备的高密度钨合金(烧结态)的抗拉强度一般达9O0~1 000 MPa,伸长率在2O ~3O 之间;而经过塑性形变强化以后,其强度可较大幅度地提高,塑性则有所下降。经过塑性变形加工后,钨合金强度可超过1400 MPa,伸长率也可保持在10左右。

轧制、旋转锻造、扭转变形、静液挤压等形变强化是提高钨合金材料强度并保证一定韧性的有效方法,而且还可有效地细化晶粒 。锻造变形是提高钨合金强度的常用工艺,常规的变形量为15 左右。钨合金材料的强度随变形量增大而提高,变形量愈大钨颗粒变形程度愈大,且变形程度增加将导致断裂向钨颗粒转移。轧制还可获得较大的变形量并能保证变形的均匀性,且能使大的晶粒破碎成小晶粒,并得到均匀分布的微观组织;轧制可提高钨棒的密度和减少空隙度,提高生产效率和降低制造成本。旋转锻造可提高钨合金的强度和穿甲效果,在经过多道次旋锻后,钨合金的强度和硬度等力学性能较旋锻前会有较大幅度的提高,但伸长率会降低。静液挤压技术是一种难变形材料塑性加工工艺,主要分冷静液挤压和热静液挤压,它是钨合金目前最为有效的形变强化方法之一,它具有一次变形即可获得较大变形量和可大幅度提高材料强度的特点。



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未上色钨蠕虫状渔坠子

拥有高密度和良好穿透力的未上色钨蠕虫状渔坠子深受垂钓者的喜爱。未上色钨蠕虫状渔坠子,正如它的名字所说的,它并没有通过漆加工方法来进一步的加工。

由于钨的密度比铅高,它通过反弹各种各样的杂物使钓鱼线震动频率更大,使垂钓者有更好的手感,用钨材料制作的渔坠子比用铅或黄铜材料制作的渔坠子具有更高的敏感度,其原因是钨渔坠子拥有更小的直径使它更容易穿透厚厚的表层。

未上色钨蠕虫型渔坠子也可以使钓鱼线对渔坠子的摩擦力减小,从而使钓鱼线磨损度减小。磨损度的较少会使折断鱼竿的几率降低。

未上色钨蠕虫状渔坠子


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纳米晶化硬质合金球齿

硬质合金球齿被广泛应用于挖掘作业中,对其硬度和强度都有较高的要求,不同的硬质合金配比、粒度都会对其性能造成影响。
 
随着合金晶粒的不断细化,纳米晶硬质合金逐步进入研究人员的视野。由于纳米晶粒度小,表面积大、表面反应活性强,故其能够提高硬质合金的硬度和强度。
 
研究人员将纳米晶化材料应用到硬质合金球齿的烧结配方上,结果表明所需烧结温度明显降低,硬质合金球齿的硬度、耐磨性、强度及单齿冲击韧性等均有不同程度的提高,故其使用寿命延长,生产成本降低。
 
 
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硬质合金锥形球齿

硬质合金锥形球齿是一种具有圆锥形的头部的硬质合金球齿,通常用于油井钻探,还可用于制造牙轮钻头的压块。
 
硬质合金锥形球齿用于钻掘工业, 通常采用超粗晶粒硬质合金为原料,再通过加压烧结,以此提高硬质合金锥形球齿的硬度,同时具备了硬质合金的高耐磨性和冲击韧性。
 
硬质合金锥形球齿因其特殊的圆锥形钻头形状加长了其使用寿命,且具有更高的钻掘速度,大大节省了工人体力上的支出,降低生产成本 。或通过焊接至其他钻具上,增加整体钻掘工具的使用寿命。
 
 
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硬质合金球齿分类

硬质合金球齿按照外表形状来分,主要分为半球齿、锥形齿、抛物线型、楔形等。不同形状的硬质合金球齿性能及应用范围不尽相同。
 
半球齿在液压凿岩机冲击功足够的条件下,能量利用率高,破岩效果好,硬质合金半球齿坚固耐磨。

锥形球齿易于凿入岩石,钻速较高,在风功凿岩机等冲击功不足的情况下,锥形球齿的工作更有效,但抗磨蚀性差。

抛物线形球齿是介于锥齿和半球齿之间的齿冠形状,目前使用较少。

楔形球齿适用于坚硬及磨蚀性强的岩石。
 
 
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硬质合金球齿牌号及应用

硬质合金球齿具有高硬度,广泛应用于采矿采石及切割中,但不同牌号的硬质合金球齿性能及应用范围各不相同。硬质合金球齿的抗弯强度和硬度是体现其性能的重要指标,足够的强度和硬度能够保证球齿的工作性能和使用寿命。
 
以下是常用的硬质合金球齿牌号:
 
牌号
密度 g/cm3
抗弯强度 MPa
硬度 HRA
性能及应用
YG4C
15.10
1800
90.0
主要用作切割软中硬材质的冲击钻头.
YG6
14.95
1900
90.5
用作电动煤钻头,煤截齿,石油牙轮钻头和刮刀球齿钻头。
YG8
14.80
2200
89.5
用作核心钻,电动煤钻头,煤截齿,石油牙轮钻头和刮刀球齿钻头。
YG8C
14.80
2400
88.5
主要用作中小型冲击钻头的球齿,并作为旋转勘探钻的轴瓦。
YG11C
14.40
2700
86.5
大部分用于冲击钻头以及牙轮钻头中用来切割高硬度材料的球齿。
YG13C
14.2
2850
86.5
主要用于旋转冲击钻头中用来切割中高硬度材料的球齿。
YG15C
14.0
3000
85.5
用于油锥钻头及中软中硬岩石开凿中的切割工具。
 
 
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硬质合金球齿简介

随着石油工业的发展,对油井钻探工具的需求也大大增长,硬质合金球齿尤其突出。硬质合金球齿以碳化钨粉为原料,通常用钴粉作粘结相以此保证其硬度。硬质合金球齿一端为球头(工作部位),另一端带有18°倒角,中间为圆柱体。主要用于镶嵌球齿钻头用,硬质合金球齿采用无心研磨技术,尺寸精度较高,方便用户进行精准焊接,不易掉齿。
 
球齿主要通过等静压压机压制而成,使其密度分布均匀,减少在使用过程中出现掉齿的情况。硬质合金球齿的性能优越,最常用的牌号是YG6和YG8。
 
硬质合金球齿具有优越的耐磨性及冲击韧性,与同类产品比具有更高的钻掘速度。广泛应用于石油钻探、矿山机械、道路维修、切削工具和煤钻工具。
 
 
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硬质合金密封轴套

硬质合金密封轴套是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种硬质合金制品。
 
硬质合金密封轴套具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。
 
硬质合金密封轴套主要用于油泵、压缩机等机械的轴支承、密封,具有使用环境恶劣,密封性良好,使用寿命长等特点。
 
 
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钨精矿除锡方法

钨精矿中的S、P、As、Mo、Ca、Mn、Cu、Sn、Siol2等杂志均有相应标准,当物理选矿达不到要求时则采用化学选矿方法,这样不仅可以提高钨精矿质量等级,同时还可以综合利用其它有用组分。根据钨精矿的质量标准,除WO3的含量65%外,其它有害杂质的含量要低于相应的标准。钨精矿存在着一定量的锡,以下介绍钨精矿除锡的方法:

钨精矿中锡以锡石的单位存在时,可用强磁选和电选方法使其分别于黑钨矿及白钨矿分离。生产中常用固体氯化剂对超锡的钨粗精矿进行氯化焙烧,使锡挥发以达到除锡的目的。为了保证反应在还原气氛中进行,配料时需加入一定数量的木炭粉或锯木屑,在850℃的环境下焙烧,过程可在反射炉或回转炉中进行,为了提高脱锡效率,氯化焙烧2-4h后可翻料一次,保温一段时间以进行氯化焙烧,脱锡率可达90%以上,锡含量可降至0.2%以下。


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