鎢基合金擠壓成形用新型粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)及其脫脂技術(shù)研究.pdf

1、鎢基合金具有優(yōu)異的物理和力學(xué)性能,在航空航天、國防軍工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著主戰(zhàn)坦克裝甲防護(hù)能力的提高,對彈用(如桿式動能穿甲彈)鎢合金材料的強(qiáng)韌性及長徑比提出了越來越高的要求。粉末擠壓成形是制取粉末冶金管、棒、條和其它異型制品最有效的新型成形技術(shù)之一,而采用粉末擠壓成形技術(shù)制備大長徑比鎢基合金棒材的核心在于:粉末擠壓成形粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)及其脫除技術(shù)。本論文圍繞這一核心課題,對93W-Ni-Fe復(fù)合粉末擠壓成形用粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)及其脫脂技術(shù)進(jìn)行系

2、統(tǒng)研究。
　　 采用NETZSCH STA449C型熱分析儀分析粘結(jié)劑和喂料的熱性能,采用Instron3211型毛細(xì)管流變儀測試喂料流變性能,采用FinePixS8100fd型相機(jī)拍照來觀察棒坯表面形貌,采用MeF3A型金相顯微鏡觀察粘結(jié)劑斷口組織形貌,采用JSM-5600LV型掃描電鏡觀察粘結(jié)劑、喂料、擠壓坯及脫脂坯組織形貌。研究結(jié)果表明:
　　 (1)以PW,LPW,CW為增塑組元,HDPE,EVA為骨架組元,PE

3、W、SA、X為改性組元,設(shè)計(jì)了4種粘結(jié)劑配方,粘結(jié)劑體系均具有較好的相容性,對鎢基合金粉末均具有較好的潤濕性,其中4＃(52wt.％PW-15wt.％LPW-5wt.％CW-10wt.％HDPE-10wt.％EVA-2wt.％PEW-1wt.％SA-5wt.％X)粘結(jié)劑的潤濕性最好。
　　 (2)確定了鎢基合金喂料的制備方法和擠壓溫度、擠壓速度等工藝參數(shù),4＃喂料具有最優(yōu)的擠壓成形性。
　　 (3)鎢基合金正擠壓棒坯在溶

4、劑脫脂過程中易產(chǎn)生開裂等缺陷,正擠壓棒坯內(nèi)存在較大的殘余應(yīng)力是導(dǎo)致棒坯溶劑脫脂開裂的主要原因;溶劑脫脂前,在40℃下對正擠壓棒坯進(jìn)行熱處理來降低殘余應(yīng)力,有利于正擠壓棒坯的無缺陷溶劑脫脂。
　　 (4)粘結(jié)劑體系、脫脂溫度和時間、棒坯試樣厚度是影響脫脂棒坯溶劑脫脂效率的主要因素。正擠壓和螺桿擠壓棒坯的適宜溶劑脫脂溫度分別為30℃和45℃,隨著脫脂時間延長,脫脂率增加但脫脂速率明顯下降;棒坯厚度對脫脂率影響較大,且棒坯越厚,脫脂率

5、越低。
　　 (5)大厚度棒坯的溶劑脫脂受擴(kuò)散控制,棒坯越厚,擴(kuò)散路徑越長,棒坯脫脂速率越小,且易產(chǎn)生脫脂缺陷,通過增加干燥步驟來優(yōu)化溶劑脫脂過程,避免了大厚度棒坯溶劑脫脂缺陷的產(chǎn)生,同時提高了脫脂率,正擠壓和螺桿擠壓棒坯的溶劑脫脂率分別可高達(dá)45％和70％以上,為后續(xù)熱脫脂提供了大量的脫脂孔隙。
　　 (6)在真空氣氛下對棒材進(jìn)行后續(xù)熱脫脂,坯體保形性好:采用所設(shè)計(jì)的溶劑.熱二步脫脂,可實(shí)現(xiàn)Φ15mm正擠壓棒坯和Φ24