一种双金属复合材料的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410411120.0

申请日:

2014.08.20

公开号:

CN104190940A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B22F 7/02申请日:20140820授权公告日:20160615终止日期:20160820|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22F 7/02申请日:20140820|||公开

IPC分类号:

B22F7/02; B22F3/16

主分类号:

B22F7/02

申请人:

常熟市良益金属材料有限公司

发明人:

陈保云

地址:

215517 江苏省苏州市常熟市海虞镇香桥村

优先权:

专利代理机构:

北京瑞思知识产权代理事务所(普通合伙) 11341

代理人:

袁红红

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内容摘要

本发明公开了一种双金属复合材料的制备方法,所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层,所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上;所述制备方法包括如下步骤:(1)混料,(2)制备钨金属层和镍金属层,(3)铺层压制成型,(4)烧结成型。本发明一种双金属复合材料的制备方法,工艺流程短,操作简单方便,所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属为表层,以低熔点的镍金属为内层,具有耐高温性能好,稳定性和耐用性好,韧性高,成本低等优点,有效拓宽了钨金属的应用领域。

权利要求书

权利要求书
1.  一种双金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层,所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上;
所述制备方法包括如下步骤:
(1)混料:称取钨金属粉末和镍金属粉末,分别向其中加入10~20%的环保胶,搅拌成为均匀混合浆体,备用;
(2)制备钨金属层和镍金属层:将步骤(1)中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具内,抹平表面,再将镍金属粉末浆体注入一个模具内,抹平表面,然后将上述三个模具置入70~80℃真空干燥性内干燥预成型1~2h;
(3)铺层压制成型:将步骤(2)中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后,按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层,然后置于压力机内压制2~4h;
(4)烧结成型:将步骤(3)中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内,在真空条件下,程序升温至1600~1800℃,恒温保压2~3h,再保压降温至室温,得到所述双金属复合材料。

2.  根据权利要求1所述的双金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述环保胶为浓度为30~40%的聚乙烯醇水溶液。

3.  根据权利要求1所述的双金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的压制压力为480~500MPa。

4.  根据权利要求1所述的双金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中程序升温热压炉的成型条件为:真空度10-3MPa,压力350~450MPa,以150℃/h的升温速率从室温升至1200℃,恒温30~60min,再以100℃/h的升温速率继续升温至1600~1800℃。

5.  根据权利要求1至4之一所述的双金属复合材料的制备方法,其特征在于,所述双金属复合材料中两个钨金属层的厚度相同,为3~5mm,镍金属层的厚度为6~15mm。

说明书

说明书一种双金属复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料领域,特别是涉及一种双金属复合材料的制备方法。
背景技术
钨是一种稀有高熔点金属,为钢灰色至白色的过渡金属,其质地硬而脆,熔点非常高,广泛用于电器和电子设备等领域。单一成分的钨金属因成本较高,脆性大,使用受到限制。目前,业界常将钨与其他金属制备成镶嵌式复合金属材料,以降低其成本,改善单一钨金属脆性大的缺陷,但这种方法制备的复合金属材料的结合力差,经高温条件容易开裂,影响使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种双金属复合材料的制备方法,能够解决现有双金属钨复合金属材料存在的不足。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种双金属复合材料的制备方法,所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层,所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上;
所述制备方法包括如下步骤:
(1)混料:称取钨金属粉末和镍金属粉末,分别向其中加入10~20%的环保胶,搅拌成为均匀混合浆体,备用;
(2)制备钨金属层和镍金属层:将步骤(1)中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具内,抹平表面,再将镍金属粉末浆体注入一个模具内,抹平表面,然后将上述三个模具置入70~80℃真空干燥性内干燥预成型1~2h;
(3)铺层压制成型:将步骤(2)中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后,按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层,然后置于压力机内压制2~4h;
(4)烧结成型:将步骤(3)中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内,在真空条件下,程序升温至1600~1800℃,恒温保压2~3h,再保压降温至室温,得到所述双金属复合材料。
在本发明一个较佳实施例中,所述环保胶为浓度为30~40%的聚乙烯醇水溶液。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤(3)中的压制压力为480~500MPa。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤(4)中程序升温热压炉的成型条件为:真空度10-3MPa,压力350~450MPa,以150℃/h的升温速率从室温升至1200℃,恒温30~60min,再以100℃/h的升温速率继续升温至1600~1800℃。
在本发明一个较佳实施例中,所述双金属复合材料中两个钨金属层的厚度相同,为3~5mm,镍金属层的厚度为6~15mm。
本发明的有益效果是:本发明一种双金属复合材料的制备方法,工艺流程短,操作简单方便,所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属为表层,以低熔点的镍金属为内层,具有耐高温性能好,稳定性和耐用性好,韧性高,成本低等优点,有效拓宽了钨金属的应用领域。
附图说明
图1是本发明一种双金属复合材料一较佳实施例的立体结构示意图;
附图中各部件的标记如下:1.钨金属层,2.镍金属层,3.钨金属层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1,本发明实施例包括:
双金属复合材料包括两个钨金属层1、3和一个镍金属层2,所述两个钨金属层1、3的厚度相同,均为3~5mm,所述镍金属层2的厚度为6~15mm,所述两个钨金属层分别覆盖在所述镍金属层2的两个表面上。
上述双金属复合材料的制备方法如下:
实施例1
(1)混料:称取钨金属粉末和镍金属粉末,分别向其中加入10%的环保胶(浓度为40%的聚乙烯醇水溶液),搅拌成为均匀混合浆体,备用;
(2)制备钨金属层和镍金属层:将步骤(1)中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具(模具深度为3mm)内,抹平表面,再将镍金属粉末浆体注入一个模具(模具深度为6mm)内,抹平表面,然后将上述三个模具置入70℃真空干燥性内干燥预成型2h; 
(3)铺层压制成型:将步骤(2)中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后,按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层,然后置于压力机内在480MPa下压制4h;
(4)烧结成型:将步骤(3)中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内,在10-3MPa的真空条件和350MPa的压力下,以150℃/min的升温速率从室温升至1200℃,恒温30min,再以100℃/min的升温速率继续升温至1600℃,恒温保压3h,再保压降温至室温,得到所述双金属复合材料。
实施例2
(1)混料:称取钨金属粉末和镍金属粉末,分别向其中加入20%的环保胶(浓度为30%的聚乙烯醇水溶液),搅拌成为均匀混合浆体,备用;
(2)制备钨金属层和镍金属层:将步骤(1)中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模具(模具深度为5mm)内,抹平表面,再将镍金属粉末浆体注入一个模具(模具深度为15mm)内,抹平表面,然后将上述三个模具置入80℃真空干燥性内干燥预成型1h; 
(3)铺层压制成型:将步骤(2)中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后,按照自上向下依次为钨金属层、镍金属层和钨金属层的顺序铺层,然后置于压力机内在500MPa下压制3h;
(4)烧结成型:将步骤(3)中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内,在10-3MPa的真空条件和450MPa的压力下,以150℃/min的升温速率从室温升至1200℃,恒温60min,再以100℃/min的升温速率继续升温至1800℃,恒温保压2h,再保压降温至室温,得到所述双金属复合材料。
上述方法制备的双金属复合材料,将高熔点的钨金属置于两个表层,将熔点稍低的镍金属置于内层,在应用于高温环境时,温度通过钨金属层传递到镍金属层时,以降低到镍金属的熔点以下,避免了镍金属层熔化而导致复合金属材料破坏;同时该双金属复合材料通过层状复合镍金属层,提高了材料的韧性,降低了成本,有助于拓宽钨金属的应用领域。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 104190940 A (43)申请公布日 2014.12.10 CN 104190940 A (21)申请号 201410411120.0 (22)申请日 2014.08.20 B22F 7/02(2006.01) B22F 3/16(2006.01) (71)申请人 常熟市良益金属材料有限公司 地址 215517 江苏省苏州市常熟市海虞镇香 桥村 (72)发明人 陈保云 (74)专利代理机构 北京瑞思知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11341 代理人 袁红红 (54) 发明名称 一种双金属复合材料的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种双金属复合材料的。

2、制备 方法, 所述双金属复合材料包括两个钨金属层和 一个镍金属层, 所述两个钨金属层复合在所述镍 金属层的两个表面上 ; 所述制备方法包括如下步 骤 :(1) 混料,(2) 制备钨金属层和镍金属层,(3) 铺层压制成型,(4) 烧结成型。本发明一种双金 属复合材料的制备方法, 工艺流程短, 操作简单方 便, 所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属 为表层, 以低熔点的镍金属为内层, 具有耐高温性 能好, 稳定性和耐用性好, 韧性高, 成本低等优点, 有效拓宽了钨金属的应用领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (1。

3、2)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104190940 A CN 104190940 A 1/1 页 2 1. 一种双金属复合材料的制备方法, 其特征在于, 所述双金属复合材料包括两个钨金 属层和一个镍金属层, 所述两个钨金属层复合在所述镍金属层的两个表面上 ; 所述制备方法包括如下步骤 : (1) 混料 : 称取钨金属粉末和镍金属粉末, 分别向其中加入 10 20% 的环保胶, 搅拌成 为均匀混合浆体, 备用 ; (2) 制备钨金属层和镍金属层 : 将步骤 (1) 中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模 具内, 抹平表面, 再将镍金属粉末浆体注入一。

4、个模具内, 抹平表面, 然后将上述三个模具置 入 70 80真空干燥性内干燥预成型 1 2h ; (3) 铺层压制成型 : 将步骤 (2) 中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后, 按照自 上向下依次为钨金属层、 镍金属层和钨金属层的顺序铺层, 然后置于压力机内压制 2 4h ; (4) 烧结成型 : 将步骤 (3) 中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内, 在真空条 件下, 程序升温至 1600 1800, 恒温保压 2 3h, 再保压降温至室温, 得到所述双金属复 合材料。 2. 根据权利要求 1 所述的双金属复合材料的制备方法, 其特征在于, 所述环保胶为浓 度为 30 40% 的。

5、聚乙烯醇水溶液。 3. 根据权利要求 1 所述的双金属复合材料的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (3) 中的 压制压力为 480 500MPa。 4. 根据权利要求 1 所述的双金属复合材料的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (4) 中程 序升温热压炉的成型条件为 : 真空度10-3MPa, 压力350450MPa, 以150/h的升温速率从 室温升至 1200, 恒温 30 60min, 再以 100 /h 的升温速率继续升温至 1600 1800。 5.根据权利要求1至4之一所述的双金属复合材料的制备方法, 其特征在于, 所述双金 属复合材料中两个钨金属层的厚度相同, 为 3 5mm。

6、, 镍金属层的厚度为 6 15mm。 权 利 要 求 书 CN 104190940 A 2 1/3 页 3 一种双金属复合材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及金属材料领域, 特别是涉及一种双金属复合材料的制备方法。 背景技术 0002 钨是一种稀有高熔点金属, 为钢灰色至白色的过渡金属, 其质地硬而脆, 熔点非常 高, 广泛用于电器和电子设备等领域。单一成分的钨金属因成本较高, 脆性大, 使用受到限 制。目前, 业界常将钨与其他金属制备成镶嵌式复合金属材料, 以降低其成本, 改善单一钨 金属脆性大的缺陷, 但这种方法制备的复合金属材料的结合力差, 经高温条件容易开裂, 影 响使用寿命。

7、。 发明内容 0003 本发明主要解决的技术问题是提供一种双金属复合材料的制备方法, 能够解决现 有双金属钨复合金属材料存在的不足。 0004 为解决上述技术问题, 本发明采用的一个技术方案是 : 提供一种双金属复合材料 的制备方法, 所述双金属复合材料包括两个钨金属层和一个镍金属层, 所述两个钨金属层 复合在所述镍金属层的两个表面上 ; 所述制备方法包括如下步骤 : (1) 混料 : 称取钨金属粉末和镍金属粉末, 分别向其中加入 10 20% 的环保胶, 搅拌成 为均匀混合浆体, 备用 ; (2) 制备钨金属层和镍金属层 : 将步骤 (1) 中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模 具内, 抹平。

8、表面, 再将镍金属粉末浆体注入一个模具内, 抹平表面, 然后将上述三个模具置 入 70 80真空干燥性内干燥预成型 1 2h ; (3) 铺层压制成型 : 将步骤 (2) 中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后, 按照自 上向下依次为钨金属层、 镍金属层和钨金属层的顺序铺层, 然后置于压力机内压制 2 4h ; (4) 烧结成型 : 将步骤 (3) 中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内, 在真空条 件下, 程序升温至 1600 1800, 恒温保压 2 3h, 再保压降温至室温, 得到所述双金属复 合材料。 0005 在本发明一个较佳实施例中, 所述环保胶为浓度为 30 40% 的聚乙。

9、烯醇水溶液。 0006 在本发明一个较佳实施例中, 所述步骤 (3) 中的压制压力为 480 500MPa。 0007 在本发明一个较佳实施例中, 所述步骤 (4) 中程序升温热压炉的成型条件为 : 真 空度 10-3MPa, 压力 350 450MPa, 以 150 /h 的升温速率从室温升至 1200, 恒温 30 60min, 再以 100 /h 的升温速率继续升温至 1600 1800。 0008 在本发明一个较佳实施例中, 所述双金属复合材料中两个钨金属层的厚度相同, 为 3 5mm, 镍金属层的厚度为 6 15mm。 0009 本发明的有益效果是 : 本发明一种双金属复合材料的制备。

10、方法, 工艺流程短, 操作 简单方便, 所制备的双金属复合材料以高熔点的钨金属为表层, 以低熔点的镍金属为内层, 说 明 书 CN 104190940 A 3 2/3 页 4 具有耐高温性能好, 稳定性和耐用性好, 韧性高, 成本低等优点, 有效拓宽了钨金属的应用 领域。 附图说明 0010 图 1 是本发明一种双金属复合材料一较佳实施例的立体结构示意图 ; 附图中各部件的标记如下 : 1. 钨金属层, 2. 镍金属层, 3. 钨金属层。 具体实施方式 0011 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述, 以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解, 从而对本发明的保护范围做出更。

11、为清楚明确的界定。 0012 请参阅图 1, 本发明实施例包括 : 双金属复合材料包括两个钨金属层1、 3和一个镍金属层2, 所述两个钨金属层1、 3的厚 度相同, 均为 3 5mm, 所述镍金属层 2 的厚度为 6 15mm, 所述两个钨金属层分别覆盖在 所述镍金属层 2 的两个表面上。 0013 上述双金属复合材料的制备方法如下 : 实施例 1 (1) 混料 : 称取钨金属粉末和镍金属粉末, 分别向其中加入10%的环保胶 (浓度为40%的 聚乙烯醇水溶液) , 搅拌成为均匀混合浆体, 备用 ; (2) 制备钨金属层和镍金属层 : 将步骤 (1) 中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模 具 (。

12、模具深度为 3mm) 内, 抹平表面, 再将镍金属粉末浆体注入一个模具 (模具深度为 6mm) 内, 抹平表面, 然后将上述三个模具置入 70真空干燥性内干燥预成型 2h ; (3) 铺层压制成型 : 将步骤 (2) 中干燥预成型后的钨金属层和镍金属层取出后, 按照自 上向下依次为钨金属层、 镍金属层和钨金属层的顺序铺层, 然后置于压力机内在 480MPa 下 压制 4h ; (4) 烧结成型 : 将步骤 (3) 中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内, 在 10-3MPa 的真空条件和350MPa的压力下, 以150/min的升温速率从室温升至1200, 恒温30min, 再以100/m。

13、in的升温速率继续升温至1600, 恒温保压3h, 再保压降温至室温, 得到所述 双金属复合材料。 0014 实施例 2 (1) 混料 : 称取钨金属粉末和镍金属粉末, 分别向其中加入20%的环保胶 (浓度为30%的 聚乙烯醇水溶液) , 搅拌成为均匀混合浆体, 备用 ; (2) 制备钨金属层和镍金属层 : 将步骤 (1) 中制备的钨金属粉末浆体分别注入两个模 具 (模具深度为 5mm) 内, 抹平表面, 再将镍金属粉末浆体注入一个模具 (模具深度为 15mm) 内, 抹平表面, 然后将上述三个模具置入 80真空干燥性内干燥预成型 1h ; (3) 铺层压制成型 : 将步骤 (2) 中干燥预成。

14、型后的钨金属层和镍金属层取出后, 按照自 上向下依次为钨金属层、 镍金属层和钨金属层的顺序铺层, 然后置于压力机内在 500MPa 下 压制 3h ; (4) 烧结成型 : 将步骤 (3) 中压制后的双金属复合层置于程序升温热压炉内, 在 10-3MPa 的真空条件和450MPa的压力下, 以150/min的升温速率从室温升至1200, 恒温60min, 说 明 书 CN 104190940 A 4 3/3 页 5 再以100/min的升温速率继续升温至1800, 恒温保压2h, 再保压降温至室温, 得到所述 双金属复合材料。 0015 上述方法制备的双金属复合材料, 将高熔点的钨金属置于两个。

15、表层, 将熔点稍低 的镍金属置于内层, 在应用于高温环境时, 温度通过钨金属层传递到镍金属层时, 以降低到 镍金属的熔点以下, 避免了镍金属层熔化而导致复合金属材料破坏 ; 同时该双金属复合材 料通过层状复合镍金属层, 提高了材料的韧性, 降低了成本, 有助于拓宽钨金属的应用领 域。 0016 以上所述仅为本发明的实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换, 或直接或间接运用在其他相关的技 术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 104190940 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104190940 A 6 。

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