一種燒結(jié)鎳合金材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，屬于鎳基合金制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]亞納米材料及亞納米技術(shù)自出現(xiàn)至今一直是國內(nèi)外材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究和開發(fā)熱點。納米材料具有高密度晶界的獨特結(jié)構(gòu)特征使之與傳統(tǒng)的粗晶塊體材料相比表現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢。
[0003]鎳合金因具有優(yōu)越的機械性能、高的熱穩(wěn)定性和良好的耐蝕性而被廣泛應(yīng)用于精密機床、測量儀表、磁性軸承和多種永磁電機等設(shè)備中，尤其在國防和軍工等領(lǐng)域更是占居重要地位。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝流程短、可靠性強的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明所提供的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量包括:Cu 7-10%、Si 2-3%、Mn 1-2%^ Ag 0.3-0.4%, Mg 0.4-0.5%, Nb0.01-0.02%、Y0.02-0.03%、Co 0.01-0.03%、、Mo 0.01-0.02%^ Fe 0.03-0.04%，余量為鎳及不可避免的非金屬夾雜，
[0006]所述方法包括以下步驟:
[0007](I)按照鎳合金各組分元素準備原料，在中頻真空感應(yīng)熔煉制備鎳合金鑄錠，將合金鑄錠進行5次重恪處理；
[0008](2)將重熔處理后的鎳合金鑄錠破碎、研磨成300 μ m的粉末顆粒，再將粉末顆粒按球料質(zhì)量比8: I裝入球磨罐中，球磨30小時得到更細的合金粉末；
[0009](3)將合金粉末在氬氣保護下裝入硬質(zhì)合金模具并冷壓成型，送入放電等離子燒結(jié)設(shè)備中進行燒結(jié)致密化，燒結(jié)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為900°C，升溫速率為12°C /min，燒結(jié)壓力為600MPa，達到終態(tài)燒結(jié)溫度保溫2小時，進行降溫，當溫度達到250°C時，保溫6小時，而后冷卻到室溫，得到燒結(jié)鎳合金材料。
[0010]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Cu 8-9%。
[0011]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Cu 8.5%。
[0012]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Si 2.5%。
[0013]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Mn 1.5%。
[0014]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Ag 0.35%。
[0015]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Mg 0.45%。
[0016]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Nb 0.015%。
[0017]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Y 0.025%。
[0018]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Co0.02%。
[0019]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Mo 0.015%。
[0020]所述的燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，化學(xué)成分重量百分比為:Fe 0.035%。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)，源于多點并發(fā)的焦耳熱效應(yīng)的迅速升溫，可引發(fā)多種固相原子的加快傳輸機制，從而顯著加速了粉末的晶化過程并提高了粉末的致密化速率；同時，幾百兆帕高的燒結(jié)壓力一方面加速燒結(jié)致密化過程，降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，另一方面，升溫的同時施加高的壓力可抑制原子的長程擴散，從而有效地控制晶粒和致密化的過程中晶粒粗化現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]所設(shè)計燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量包括:Cu7%、Si 2%,Mn l%、Ag 0.3%、Mg 0.4% ^ Nb 0.01%、Υ 0.02% ^ Co 0.01%、、Μο 0.01%、Fe 0.03%，余量為鎳及不可避免的非金屬夾雜，
[0025]所述方法包括以下步驟:
[0026](I)按照鎳合金各組分元素準備原料，在中頻真空感應(yīng)熔煉制備鎳合金鑄錠，將合金鑄錠進行5次重恪處理；
[0027](2)將重熔處理后的鎳合金鑄錠破碎、研磨成300 μ m的粉末顆粒，再將粉末顆粒按球料質(zhì)量比8: I裝入球磨罐中，球磨30小時得到更細的合金粉末；
[0028](3)將合金粉末在氬氣保護下裝入硬質(zhì)合金模具并冷壓成型，送入放電等離子燒結(jié)設(shè)備中進行燒結(jié)致密化，燒結(jié)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為900°C，升溫速率為12°C /min，燒結(jié)壓力為600MPa，達到終態(tài)燒結(jié)溫度保溫2小時，進行降溫，當溫度達到250°C時，保溫6小時，而后冷卻到室溫，得到燒結(jié)鎳合金材料。
[0029]實施例2:
[0030]所設(shè)計燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量包括:Cu10%、Si 3%、Mn 2%、Ag 0.4%、Mg 0.5%、Nb 0.02%、Y 0.03%、Co 0.03%、、Mo 0.02%、Fe 0.04%，余量為鎳及不可避免的非金屬夾雜，
[0031]所述方法包括以下步驟:
[0032](I)按照鎳合金各組分元素準備原料，在中頻真空感應(yīng)熔煉制備鎳合金鑄錠，將合金鑄錠進行5次重恪處理；
[0033](2)將重熔處理后的鎳合金鑄錠破碎、研磨成300 μ m的粉末顆粒，再將粉末顆粒按球料質(zhì)量比8: I裝入球磨罐中，球磨30小時得到更細的合金粉末；
[0034](3)將合金粉末在氬氣保護下裝入硬質(zhì)合金模具并冷壓成型，送入放電等離子燒結(jié)設(shè)備中進行燒結(jié)致密化，燒結(jié)工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度為900°C，升溫速率為12°C /min，燒結(jié)壓力為600MPa，達到終態(tài)燒結(jié)溫度保溫2小時，進行降溫，當溫度達到250°C時，保溫6小時，而后冷卻到室溫，得到燒結(jié)鎳合金材料。
[0035]實施例3:
[0036]所設(shè)計燒結(jié)鎳合金材料的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量包括:Cu8%、Si 2.5% ^ Mn 1.5%、Ag 0.35%、Mg 0.45% ^ Nb 0.015%、Υ 0.025% ^ Co 0.02%、、Μο0.015%,Fe 0.035%，余量為鎳及不可避免的非金屬夾雜，
[0037]所述方法包括以下步驟:
[0038](I)按照鎳合金各組分元素準備原料，在中頻真空感應(yīng)熔煉制備鎳合金鑄錠，將合金鑄錠進行5次重恪處理；
[0039](2)將重熔處理后的鎳合金鑄錠破碎、研磨成300