1.本發(fā)明屬于難熔金屬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含能鎢合金材料及制備方法。

背景技術(shù)：

2.鎢合金因具有強(qiáng)度高、硬度高、高延展性、加工性能好等優(yōu)異特性廣泛應(yīng)用在軍事工業(yè)和民用工業(yè)領(lǐng)域中。尤其在國(guó)防工事領(lǐng)域，常被作為穿甲彈芯材料應(yīng)用在各種反坦克及制空導(dǎo)彈系統(tǒng)中。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，以及軍用工事裝備的不斷升級(jí)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)戰(zhàn)斗部的殺傷威力或毀傷效率提出了更高的要求。于是，材料需求逐漸從單一的動(dòng)能需求轉(zhuǎn)化為功能性需求，不僅要求在戰(zhàn)斗過程中具有打擊目標(biāo)的作用，同時(shí)要求材料具有毀傷目標(biāo)人員、電子元器件、炸藥等多層毀傷效果。

3.傳統(tǒng)穿甲彈、破甲彈大多采用常規(guī)鎢合金作為穿甲主體材料，雖然有較好的穿透侵徹能力，但是穿甲后效小，很難形成爆炸毀傷的效果。近些年為了增加材料穿甲后效及多層毀傷效果，研究人員另辟新徑，陸續(xù)朝具有毀傷后效的材料研究方向發(fā)展。目前，“熱值”常被作為評(píng)價(jià)含能材料的重要指標(biāo)之一，它可以表征材料在高溫高壓條件下釋放熱量的能力，理論上認(rèn)為熱值越高的鎢合金制得的穿甲彈的穿甲后效、爆炸毀傷效果越好。純鎢的熱值約為4606j/g，而傳統(tǒng)高比重鎢合金中的添加元素(主要為ni、fe元素添加)對(duì)熱值提升有限。

4.因此，本專利圍繞成分和工藝的優(yōu)化開展研究，以提高材料釋能熱值為切入點(diǎn)，發(fā)明了一種含能鎢合金材料，在滿足穿甲能力的同時(shí)，能夠增強(qiáng)破甲后效。進(jìn)一步滿足新型戰(zhàn)斗部件對(duì)材料的需求，為后續(xù)此類材料的研發(fā)提供了參考。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種含能鎢合金材料及制備方法。本發(fā)明通過對(duì)合金組分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從而得到一種含能鎢合金材料，能夠在傳統(tǒng)小口徑復(fù)合穿甲彈芯材料中進(jìn)行應(yīng)用，在打擊過程中具有理想的含能、易碎、二次毀傷的效果；本發(fā)明通過熱等靜壓處理及變形強(qiáng)化處理，使得制備得到的含能鎢合金材料兼顧含能特性的同時(shí)具有高強(qiáng)韌的穿甲能力。

6.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種含能鎢合金材料，采用如下的技術(shù)方案：

7.一種含能鎢合金材料，所述含能鎢合金材料按照質(zhì)量百分比包括以下組分：鎢(w)80～95％(比如82％、85％、87％、90％、92％、94％)，其他元素5～20％(比如6％、8％、10％、13％、15％、18％)；

8.其中，所述其他元素為錸(re)、鉬(mo)、鈮(nb)、鉿(hf)、鈷(co)、錳(mn)、鋯(zr)、鐿(yb)、鈰(ce)中的一種或幾種。

9.在上述含能鎢合金材料中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述含能鎢合金材料中，所述其他元素中還包括鎳(ni)、鐵(fe)中的一種或兩種。

10.本發(fā)明中的含能鎢合金材料中，鎢為合金基體相，在鎢合金材料中的質(zhì)量百分比為80％～95％，提供了材料最主要的穿甲、打擊慣性等性能，本發(fā)明中若鎢的質(zhì)量百分比超過95％，則會(huì)使得制得的含能鎢合金材料性能不穩(wěn)，若鎢的質(zhì)量百分比低于80％，則會(huì)使得制得的含能鎢合金材料密度達(dá)不到要求；在其他元素中，re、mo、nb、zr、hf元素，與鎢同為難熔金屬元素，能夠提高鎢合金材料的屈服強(qiáng)度、提高熱值，在本發(fā)明中通常以wre、wmo、wrenbzr、wnbzr、wzrhf等形式配合其他微量元素的調(diào)節(jié)存在；ni、fe、co、mn是目前高比重鎢合金中最常見的粘結(jié)相組成成分，這些元素的添加，保證了鎢合金強(qiáng)度、韌性等基本性能；本發(fā)明中yb、ce為鑭系金屬，作為微量元素添加，能夠提高鎢合金材料的含能特性。

11.本發(fā)明第二方面提供一種含能鎢合金材料的制備方法，所述制備方法包含如下步驟：

12.按照上述含能鎢合金材料的組分配比分別稱取鎢粉和其他元素粉末，先進(jìn)行高能球磨處理得到鎢合金粉末；之后再依次進(jìn)行過篩處理、壓制成型處理、液相燒結(jié)處理、真空熱處理、低溫連軋?zhí)幚怼?br />
13.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述液相燒結(jié)處理后和真空熱處理前進(jìn)行熱等靜壓處理；優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的壓力為100～150mpa(比如105mpa、110mpa、120mpa、125mpa、130mpa、140mpa)，溫度為1300～1500℃(比如1350℃、1400℃、1420℃、1450℃、1460℃、1470℃、1480℃、1495℃)，保溫保壓時(shí)間為0.5～3h(比如1h、1.5h、2h、2.5h)；優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的加壓介質(zhì)為惰性氣體；更優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的加壓介質(zhì)為氮?dú)饣驓鍤狻?br />
14.本發(fā)明中含能鎢合金材料制備方法的原理和優(yōu)點(diǎn)在于：通過高能球磨的方式對(duì)混合粉料進(jìn)行活化處理，增強(qiáng)材料燒結(jié)活化能。在氫氣環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)得到迅速致密化的燒結(jié)坯，再使用熱等靜壓工藝對(duì)燒結(jié)坯進(jìn)行再處理，進(jìn)一步鞏固燒結(jié)效果。以上制備工藝有利于材料燒結(jié)致密化，確保合金在獲得特殊性能的同時(shí)，在后續(xù)加工處理中更好地提升性能。為了進(jìn)一步提高材料力學(xué)性能，采用低溫連軋的方式，對(duì)材料進(jìn)行變形強(qiáng)化處理，兼顧含能燃爆特性的同時(shí)，具有良好的動(dòng)態(tài)拉伸、穿甲性能。

15.本發(fā)明中在液相燒結(jié)處理后和真空熱處理前進(jìn)行熱等靜壓處理的原理在于：加強(qiáng)燒結(jié)效果，進(jìn)一步提高材料致密化程度。如果經(jīng)過液相燒結(jié)處理，材料致密度達(dá)到預(yù)期(相對(duì)密度達(dá)到95％以上)，則熱等靜壓處理可省略。

16.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述鎢粉為工業(yè)鎢粉，費(fèi)氏粒度為2.0～4.0μm(比如2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.5μm、3.6μm、3.7μm、3.8μm、3.9μm)，所述其他元素粉末中，鎳粉為電解鎳粉或羰基鎳粉，鐵粉為電解鐵粉或羰基鐵粉，鉬、錸、鈮、鈷粉及錳粉為工業(yè)用粉，鉿、鋯為氫化鉿粉、氫化鋯粉，鐿、鈰粉為實(shí)驗(yàn)室級(jí)別用粉，純度為99.9％。

17.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述高能球磨處理中，球磨時(shí)間為2～8h(比如3h、4h、5h、6h、7h)，轉(zhuǎn)速為100～500r/min(比如120r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min)，球料比2：1～4：1。

18.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述過篩處理中，篩子的目數(shù)為80～140目(比如90目、100目、110目、120目、130目)，經(jīng)過篩處理后，取篩下粉進(jìn)行后續(xù)處理。

19.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述壓制成型處理為冷等靜壓成型，

成型壓力為150～250mpa(比如160mpa、170mpa、180mpa、185mpa、190mpa、200mpa、210mpa、220mpa、230mpa、240mpa)，保壓時(shí)間為30～120min(比如40min、45min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、105min、110min、115min)。

20.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述液相燒結(jié)處理中，燒結(jié)溫度為1500～2300℃(比如1520℃、1540℃、1560℃、1570℃、1580℃、1605℃、1650℃、1685℃、1700℃、1720℃、1740℃、1745℃、1800℃、1900℃、2000℃、2100℃、2200℃)，燒結(jié)時(shí)間為0.5～4h(比如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h)；優(yōu)選地，所述液相燒結(jié)在燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行，燒結(jié)氣氛為真空條件、氫氣或氬氣。

21.本發(fā)明含能鎢合金材料制備方法中，若液相燒結(jié)處理的燒結(jié)溫度低于1500℃，則會(huì)使制備得到的含能鎢合金材料密度達(dá)不到要求，影響材料的力學(xué)性能；若液相燒結(jié)處理的燒結(jié)溫度高于2300℃，則會(huì)導(dǎo)致原料中除高熔點(diǎn)外的其他元素?fù)p失。本發(fā)明中制得的含能鎢合金材料的密度要求大于16g/cm3，抗拉強(qiáng)度大于600mpa，可根據(jù)具體的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景制備符合使用要求密度和力學(xué)指標(biāo)的含能鎢合金材料。

22.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述真空熱處理中，真空度低于10-1

pa(比如5

×

10-2

pa、1

×

10-2

pa、8

×

10-3

pa、5

×

10-3

pa)，所述真空熱處理的溫度為900～1200℃(比如950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃)，真空熱處理的時(shí)間為1～8h(比如1.5h、2h、2.5h、3h、4.5h、5h、6h、7h、7.5h)。

23.在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述低溫連軋?zhí)幚碇?，采用一火低溫連軋的方式進(jìn)行變形處理，其中，開坯溫度(也即開坯前加熱溫度)為150～300℃(比如160℃、170℃、180℃、200℃、220℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、295℃)，保溫時(shí)間為5～30min；優(yōu)選地，低溫連軋?zhí)幚碇?，變形量不超過10％。

24.本發(fā)明中連軋道次根據(jù)不同成分而定，開坯溫度的選擇隨合金坯料中難熔金屬含量的增加而升高。需要說明的是，在本步驟中，材料總變形量不超過10％。本發(fā)明中的變形量是指棒材橫截面積變形量，即變形量＝(軋前截面積-軋后截面積)/軋前截面積，若材料總變形量過大，則材料的熱能會(huì)提前釋放；本發(fā)明中的保溫時(shí)間是指開坯前在150～300℃進(jìn)行保溫5～30min。本發(fā)明中采用一火低溫連軋的方式進(jìn)行變形處理的原因在于含能鎢合金材料中含能組分加熱溫度不能太高，若溫度過高，則材料的熱能會(huì)提前釋放；本發(fā)明在低溫連軋?zhí)幚砗蟛贿M(jìn)行熱處理，熱處理會(huì)使變形后材料韌性回彈。

25.本發(fā)明含能鎢合金材料的制備方法中，還包括機(jī)加工處理，分別在熱等靜壓處理前、熱等靜壓處理后對(duì)坯料進(jìn)行整形、去除包套等，以及在低溫連軋?zhí)幚砗髮?duì)材料進(jìn)行加工取樣，均可通過常規(guī)操作得以實(shí)現(xiàn)。

26.本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

27.(1)為滿足目前對(duì)毀傷部件的含能、燃爆等實(shí)際使用需求，引入多種其他元素，有針對(duì)性的對(duì)材料成分重新設(shè)計(jì)；

28.(2)為了配合新成分，訂制工藝路線，并對(duì)制備工藝做了調(diào)整、改善。使材料擁有含能、燃爆等特殊性能的同時(shí)，兼具穩(wěn)定的綜合力學(xué)性能。

附圖說明

29.圖1為本發(fā)明含能鎢合金材料的制備工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

30.下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

31.以下實(shí)施例中所述的原料均可從公開商業(yè)途徑獲得。

32.本發(fā)明的具體實(shí)施方式提供一種含能鎢合金材料，采用的制備方法參見圖1，具體包括如下步驟：

33.(1)鎢合金粉末的制備：選擇符合要求的原料，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為2～8h，轉(zhuǎn)速為100～500r/min，球料比為2：1～4：1，得到鎢合金粉末，之后進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為80～140目，取篩下物；

34.(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為150～250mpa，保壓時(shí)間為30～120min，得到鎢合金棒料壓坯；

35.(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛、氬氣氣氛或真空條件下進(jìn)行液相燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500～2300℃，燒結(jié)時(shí)間為0.5～4h，得到鎢合金燒結(jié)坯，檢測(cè)其相對(duì)密度，如相對(duì)密度大于95％，則無需進(jìn)行熱等靜壓處理；

36.(4)熱等靜壓處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯經(jīng)機(jī)加工后裝入包套中在惰性氣體下進(jìn)行熱等靜壓處理，熱等靜壓處理的壓力為100～150mpa，溫度為1300～1500℃，保溫保壓時(shí)間為0.5～3h；

37.(5)真空熱處理：去除包套，將步驟(4)中的坯料取出，放置在真空爐中進(jìn)行熱處理，真空度低于10-1

pa，真空熱處理的溫度為900～1200℃，真空熱處理的時(shí)間為1～8h；

38.(6)低溫連軋?zhí)幚恚簩?duì)步驟(5)中的坯料采用一火低溫連軋的方式進(jìn)行變形處理，其中，開坯溫度為150～300℃，保溫時(shí)間為5～30min，低溫連軋?zhí)幚碇凶冃瘟坎怀^10％。

39.實(shí)施例1一種含能鎢合金材料，其制備方法包括：

40.(1)90w4mo4re2zr鎢合金粉末的制備：分別稱取費(fèi)氏粒度為3.5μm的鎢粉、采購(gòu)的錸粉、鉬粉和氫化鋯粉(其中相應(yīng)數(shù)字為各組分在90w4mo4re2zr鎢合金中的質(zhì)量百分含量)，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為4h，轉(zhuǎn)速為200r/min，球料比為3：1，得到鎢合金粉末，之后，進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為120目，取篩下物。

41.(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物裝入沾套模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為180mpa，保壓時(shí)間為30min，得到鎢合金棒料壓坯。

42.(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到的鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為1650℃，時(shí)間為2h，得到鎢合金燒結(jié)坯，經(jīng)檢測(cè)，鎢合金燒結(jié)坯的相對(duì)密度為98.7％(無需進(jìn)行熱等靜壓處理)。

43.(4)真空熱處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯進(jìn)行真空熱處理，熱處理的溫度為1050℃，保溫時(shí)間為1h，真空度為5

×

10-2

pa，得到熱處理后的鎢合金棒坯。

44.(5)低溫連軋?zhí)幚恚簩⒉襟E(4)得到的熱處理后的鎢合金棒坯在烘箱中進(jìn)行加熱，加熱溫度為220℃，保溫時(shí)間為20min，然后進(jìn)行2道次連軋，棒料從降低至變形量約為9％，得到連軋后的鎢合金棒。

45.分別對(duì)經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒進(jìn)行取樣，然后進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試(gb/t228.1-2010)，測(cè)試結(jié)果如表1所示；將制

得的鎢合金棒成品采用氧彈量熱儀進(jìn)行釋能熱值測(cè)試(參考gb/213-2003熱值檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油燃料/煤的發(fā)熱量測(cè)定方法》，下述實(shí)施例測(cè)試方法相同)，測(cè)得實(shí)施例1中得到的含能鎢合金材料的釋能熱值為6352j/g。

46.表1為實(shí)施例1經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒的性能數(shù)據(jù)

[0047][0048]

實(shí)施例2一種含能鎢合金材料，其制備方法包括：

[0049]

(1)81w6mo5nb8hf鎢合金粉末的制備：分別稱取費(fèi)氏粒度為3.2μm的鎢粉、工業(yè)鉬粉、鈮粉、氫化鉿粉(其中相應(yīng)數(shù)字為各組分在81w6mo5nb8hf鎢合金中的質(zhì)量百分含量)，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為6h，轉(zhuǎn)速為220r/min，球料比為2:1，得到鎢合金粉末，之后，進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為110目，取篩下物。

[0050]

(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物裝入沾套模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為200mpa，保壓時(shí)間為50min，得到鎢合金棒料壓坯。

[0051]

(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到的鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為1760℃，時(shí)間為3h，得到鎢合金燒結(jié)坯，經(jīng)檢測(cè)，鎢合金燒結(jié)坯的相對(duì)密度為93.7％。

[0052]

(4)熱等靜壓處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯進(jìn)行熱等靜壓處理，壓力為130mpa，熱壓溫度為1450℃，保溫保壓時(shí)間為2.5h，加壓介質(zhì)為氬氣，得到熱等靜壓后的鎢合金棒料。經(jīng)檢測(cè)，熱等靜壓后的鎢合金棒料的相對(duì)密度達(dá)到96.4％。

[0053]

(5)真空熱處理：將步驟(4)得到的熱等靜壓后的鎢合金棒料進(jìn)行真空熱處理，熱處理的溫度為1200℃，保溫時(shí)間為1h，真空度為1

×

10-2

pa，得到熱處理后的鎢合金棒坯。

[0054]

(6)低溫連軋?zhí)幚恚簩⒉襟E(5)得到的熱處理后的鎢合金棒坯在烘箱中進(jìn)行加熱，加熱溫度為250℃，保溫時(shí)間為30min，然后進(jìn)行3道次連軋，棒料從降低至變形量約為8.4％，得到連軋后的鎢合金棒。

[0055]

分別對(duì)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒進(jìn)行取樣，然后進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試(gb/t228.1-2010)，測(cè)試結(jié)果如表2所示：測(cè)得實(shí)施例2中得到的含能鎢合金材料的釋能熱值為8526j/g。

[0056]

表2為實(shí)施例2經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒的性能數(shù)據(jù)

[0057][0058]

實(shí)施例3一種含能鎢合金材料，其制備方法包括：

[0059]

(1)93w3re2ni1fe1yb鎢合金粉末的制備：分別稱取費(fèi)氏粒度為2.8μm的鎢粉、工業(yè)錸粉、羰基鎳粉、電解鐵粉、實(shí)驗(yàn)室等級(jí)鐿粉，純度為99.9％(其中相應(yīng)數(shù)字為各組分在93w3re2ni1fe1yb鎢合金中的質(zhì)量百分含量)，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為3h，轉(zhuǎn)速為150r/min，球料比為4：1，得到鎢合金粉末，之后，進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為90目，取篩下物。

[0060]

(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物裝入沾套模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為240mpa，保壓時(shí)間為50min，得到鎢合金棒料壓坯。

[0061]

(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到的鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為1550℃，時(shí)間為1h，得到鎢合金燒結(jié)坯，經(jīng)檢測(cè)，鎢合金燒結(jié)坯的相對(duì)密度為93.5％。

[0062]

(4)熱等靜壓處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯進(jìn)行熱等靜壓處理，壓力為140mpa，熱壓溫度為1300℃，保溫保壓時(shí)間為2h，加壓介質(zhì)為氮?dú)?，得到熱等靜壓后的鎢合金棒料。經(jīng)檢測(cè)，熱等靜壓后的鎢合金棒料的相對(duì)密度達(dá)到95.7％。

[0063]

(5)真空熱處理：將步驟(4)得到的熱等靜壓后的鎢合金棒料進(jìn)行真空熱處理，熱處理的溫度為950℃，保溫時(shí)間為1h，真空度為5

×

10-3

pa，得到熱處理后的鎢合金棒坯。

[0064]

(6)低溫連軋?zhí)幚恚簩⒉襟E(5)得到的熱處理后的鎢合金棒坯在烘箱中進(jìn)行加熱，加熱溫度為160℃，保溫時(shí)間為20min，然后進(jìn)行2道次連軋，棒料從降低至變形量約為7.4％，得到連軋后的鎢合金棒。

[0065]

分別對(duì)經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒進(jìn)行取樣，然后進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試(gb/t228.1-2010)，測(cè)試結(jié)果如表3所示：測(cè)得實(shí)施例3中得到的含能鎢合金材料的釋能熱值為4963j/g。

[0066]

表3為經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒的性能數(shù)據(jù)

[0067][0068][0069]

實(shí)施例4一種含能鎢合金材料，其制備方法包括：

[0070]

(1)88w6re3nb3zr鎢合金粉末的制備：分別稱取費(fèi)氏粒度為3.8μm的鎢粉、工業(yè)錸粉、鈮粉、氫化鋯粉(其中相應(yīng)數(shù)字為各組分在88w6re3nb3zr鎢合金中的質(zhì)量百分含量)，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為2h，轉(zhuǎn)速為350r/min，球料比為3：1，得到鎢合金粉末，之后，進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為130目，取篩下物。

[0071]

(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物裝入沾套模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為185mpa，保壓時(shí)間為30min，得到鎢合金棒料壓坯。

[0072]

(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到的鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為2100℃，時(shí)間為2h，得到鎢合金燒結(jié)坯，經(jīng)檢測(cè)，鎢合金燒結(jié)坯的相對(duì)密度為96.7％(無需進(jìn)行熱等靜壓處理)。

[0073]

(4)真空熱處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯進(jìn)行真空熱處理，熱處理的溫度為1100℃，保溫時(shí)間為2h，真空度為10-1

pa，得到熱處理后的鎢合金棒坯。

[0074]

(5)低溫連軋?zhí)幚恚簩⒉襟E(4)得到的熱處理后的鎢合金棒坯在烘箱中進(jìn)行加熱，加熱溫度為270℃，保溫時(shí)間為30min，然后進(jìn)行2道次連軋，降低至變形量約為9.57％，得到連軋后的鎢合金棒。

[0075]

分別對(duì)經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒進(jìn)行取樣，然后進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試(gb/t228.1-2010)，測(cè)試結(jié)果如表4所示：測(cè)得實(shí)施例4中得到的含能鎢合金材料的釋能熱值為5896j/g。

[0076]

表4為實(shí)施例4經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒的性能數(shù)據(jù)

[0077][0078]

實(shí)施例5一種含能鎢合金材料，其制備方法包括：

[0079]

(1)86w8nb6zr鎢合金粉末的制備：分別稱取費(fèi)氏粒度為3.4μm的鎢粉，工業(yè)鈮粉、氫化鋯粉(其中相應(yīng)數(shù)字為各組分在86w8nb6zr鎢合金中的質(zhì)量百分含量)，放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨處理，球磨時(shí)間為3h，轉(zhuǎn)速為200r/min，球料比為3：1，得到鎢合金粉末，之后，進(jìn)行過篩處理，篩子的目數(shù)為110目，取篩下物。

[0080]

(2)壓制成型處理：將步驟(1)得到的篩下物裝入沾套模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為190mpa，保壓時(shí)間為50min，得到鎢合金棒料壓坯。

[0081]

(3)液相燒結(jié)處理：將步驟(2)得到的鎢合金棒料壓坯放置在燒結(jié)爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度為2200℃，時(shí)間為3h，得到鎢合金燒結(jié)坯，經(jīng)檢測(cè)，鎢合金燒結(jié)坯的相對(duì)密度為96.6％(無需進(jìn)行熱等靜壓處理)。

[0082]

(4)真空熱處理：將步驟(3)得到的鎢合金燒結(jié)坯進(jìn)行真空熱處理，熱處理的溫度為1050℃，保溫時(shí)間為2h，真空度為10-2

pa，得到熱處理后的鎢合金棒坯。

[0083]

(5)低溫連軋?zhí)幚恚簩⒉襟E(4)得到的熱處理后的鎢合金棒坯在烘箱中進(jìn)行加熱，

加熱溫度為290℃，保溫時(shí)間為30min，然后進(jìn)行2道次連軋，降低至變形量約為9.7％，得到連軋后的鎢合金棒。

[0084]

分別對(duì)經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒進(jìn)行取樣，然后進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試(gb/t228.1-2010)，測(cè)試結(jié)果如表5所示；測(cè)得實(shí)施例5中得到的含能鎢合金材料的釋能熱值為6568j/g。

[0085]

表5為實(shí)施例5經(jīng)真空熱處理后得到的熱處理后的鎢合金棒坯、低溫連軋?zhí)幚淼玫降逆u合金棒的性能數(shù)據(jù)

[0086][0087]

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均在本發(fā)明待批權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種含能鎢合金材料，其特征在于，所述含能鎢合金材料按照質(zhì)量百分比包括以下組分：鎢80～95％，其他元素5～20％；其中，所述其他元素為錸、鉬、鈮、鉿、鈷、錳、鋯、鐿、鈰中的一種或幾種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含能鎢合金材料，其特征在于，所述其他元素還包括鎳、鐵中的一種或兩種。3.一種含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包含如下步驟：按照權(quán)利要求1或2所述的含能鎢合金材料的組分配比分別稱取鎢粉和其他元素粉末，先進(jìn)行高能球磨處理得到鎢合金粉末；之后再依次進(jìn)行過篩處理、壓制成型處理、液相燒結(jié)處理、真空熱處理、低溫連軋?zhí)幚怼?.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，在所述液相燒結(jié)處理后和真空熱處理前進(jìn)行熱等靜壓處理；優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的壓力為100～150mpa，溫度為1300～1500℃，保溫保壓時(shí)間為0.5～3h；優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的加壓介質(zhì)為惰性氣體；更優(yōu)選地，所述熱等靜壓處理的加壓介質(zhì)為氮?dú)饣驓鍤狻?.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述鎢粉為工業(yè)鎢粉，費(fèi)氏粒度為2.0～4.0μm，所述其他元素粉末中，鎳粉為電解鎳粉或羰基鎳粉，鐵粉為電解鐵粉或羰基鐵粉，鉬、錸、鈮、鈷粉及錳粉為工業(yè)用粉，鉿、鋯為氫化鉿粉、氫化鋯粉，鐿、鈰粉為實(shí)驗(yàn)室級(jí)別用粉，純度為99.9％。6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述高能球磨處理中，球磨時(shí)間為2～8h，轉(zhuǎn)速為100～500r/min，球料比2：1～4：1；優(yōu)選地，所述過篩處理中，篩子的目數(shù)為80～140目，經(jīng)過篩處理后，取篩下粉進(jìn)行后續(xù)處理。7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述壓制成型處理為冷等靜壓成型，成型壓力為150～250mpa，保壓時(shí)間為30～120min。8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述液相燒結(jié)處理中，燒結(jié)溫度為1500～2300℃，燒結(jié)時(shí)間為0.5～4h；優(yōu)選地，所述液相燒結(jié)在燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行，燒結(jié)氣氛為真空條件、氫氣或氬氣。9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中任一項(xiàng)所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述真空熱處理中，真空度低于10-1

pa，所述真空熱處理的溫度為900～1200℃，真空熱處理的時(shí)間為1～8h。10.根據(jù)權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述的含能鎢合金材料的制備方法，其特征在于，所述低溫連軋?zhí)幚碇校捎靡换鸬蜏剡B軋的方式進(jìn)行變形處理，其中，開坯溫度為150～300℃，保溫時(shí)間為5～30min；優(yōu)選地，低溫連軋?zhí)幚碇校冃瘟坎怀^10％。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種含能鎢合金材料及制備方法，所述含能鎢合金材料按照質(zhì)量百分比包括以下組分：鎢80～95％，其他元素5～20％；其中，所述其他元素為錸、鉬、鈮、鉿、鈷、錳、鋯、鐿、鈰中的一種或幾種。本發(fā)明通過對(duì)合金組分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從而得到一種含能鎢合金材料，能夠在傳統(tǒng)小口徑復(fù)合穿甲彈芯材料中進(jìn)行應(yīng)用，在打擊過程中具有理想的含能、易碎、二次毀傷的效果；本發(fā)明通過熱等靜壓處理及變形強(qiáng)化處理，使得制備得到的含能鎢合金材料兼顧含能特性的同時(shí)具有高強(qiáng)韌的穿甲能力。具有高強(qiáng)韌的穿甲能力。具有高強(qiáng)韌的穿甲能力。

技術(shù)研發(fā)人員：秦穎楠 王玲 姚惠龍 單東棟 熊寧 張保紅

受保護(hù)的技術(shù)使用者：安泰科技股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.02.18

技術(shù)公布日：2022/6/24