VoL27 No.5 赵放等：超细晶粒W40%Cu合金的烧结和力学性能 581· 线性关系，即弹性变形阶段.经过一段塑性变形 压烧结时平均W晶粒为2μm,采用热压烧结时 之后，达到了样品所能承受的最大载荷，出现了 平均W晶粒仅为0.5μm. 抗压极限强度，最后试样被压溃 (3)纳米WCu化学混合粉热压烧结的合金密 对比图9和图10可以看出：在相同的实验条 度可达到98%，合金的硬度为HRB88.5.500℃下 件下，纳米WCu化学混合粉烧结合金的极限抗 抗压强度为250MPa.相对应变为0.6，高温抗压 压强度250MPa,500℃应变量可以达到0.6；而纳 强度较纳米W、常规Cu机械混合粉热压烧结合 米W、常规Cu机械混合粉烧结合金极限抗压强 金提高约67%. 度为150MPa,最大应变量0.5.这意味着在钨含 量较高的W40%Cu合金中，可以用高温变形的 参考文献 方法进行压力加工，这一特点对今后用轧制方法 [1】李云平，曲选辉，段柏华.WCu(Mo-Cu)复合材料的最新研 生产高钨的WCu箔带材料十分重要. 究状况.硬质合金，2001,18(4：232 [2】曲选辉，范景莲，纳米品W基重合金粉末的注射成形与 3结论 固相烧结.材料研究学报，2001,15(1)：130 [3]Park Jongk.Micro-structural change during phase sintering of (1)在H热压压力相同的条件下，纳米 W-Ni-Fe alloy.Metall Trans A,1989,20A:837 W-40%Cu化学混合粉比纳米W、常规Cu机械混 [4]杨自勒，贾成厂，甘乐，等，机械活化粉末制备W-Cu合金 的微观组织，北京科技大学学报，2002,24(2)：115 合粉的最大收缩速率对应温度减小了约140℃， [5)杨成功，王尔德，于谦，等.W-35%C液相活化烧结工艺研 纳米合金粉的剧烈收缩区间也比常规粗Cu粉 究.粉未治金工业，2003,13(5)：1 末宽 [6张丽英，吴成义，一种超细品粒WCu合金的制备技术.中 国专利，ZL01144242.3.2003-12-31 (2)W粉与Cu粉的粒度对合金的组织结构有 [刀张丽英，吴成义.气流谐振式超声雾化喷嘴.中国专利，ZL 强烈的影响.全部采用纳米级颗粒的W40%Cu 94247337.X.199507-05 化学混合粉烧结合金的组织结构均匀.采用H无 Sintering and mechanical properties of nanoscaled W-40%Cu alloys ZHAO Fang,LIN Tao,ZHANG Liying,WU Chengyi Materials Science and Engineering School,Universities of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The densification of nanoscaled W-Cu powder was investigated through measurements of the shrinkage kinetic curves in hot pressing and hydrogen sintering and compared with that of nanoscaled W powder and traditional Cu powder.The resulted alloys were subjected to hot compression tests at 300C and 500C to obtain their stress-strain curves.It is indicated that the temperature corresponding to the highest shrinkage rate of nanos- caled W-Cu powder is 980'C in hydrogen sintering.After sintering at 1 200C,the mean grain size of W phase is less than 2 um,and the relative density of the alloy is 97%.In hot pressing,however the corresponding temperatures is 930C.The mean grain size of W phase in the hot pressed alloy from nanoscaled W-Cu powder is 0.5 um at 1 200C,and its relative density is 98%.The results of hot compression tests at 300'C and 500'C showed that the high-temperature strength of the ultrafine grained W-Cu alloy is higher than that of the alloy sintered from nanos- caled W powder and traditional Cu powder. KEY WORDS W-Cu alloys;shrinkage kinetic curve;nanometer crystal;hot pressing;mechanical propertiesVbL 2 7 N o . 5 赵 放等 : 超细 晶粒 W ` 4 0 % C u 合金 的烧 结和 力学 性能 . 58 1 - 线性 关系 , 即 弹性 变 形阶 段 . 经 过 一 段塑 性变 形 之 后 , 达 到 了样 品所 能承 受 的最 大 载荷 , 出现 了 抗 压极 限强度 巩 , 最 后试 样 被 压溃 . 对 比 图 9 和 图 10 可 以看 出 : 在 相 同 的实验 条 件 下 , 纳 米 W曰 C u 化学 混合 粉 烧 结合 金 的极 限 抗 压 强度 2 50 M P a , 5 0 0 ℃ 应变 量 可 以达 到 .0 6 ; 而 纳 米 W 、 常规 C u 机 械 混 合粉 烧 结合 金 极 限抗 压 强 度 为 150 M aP , 最大 应 变量 .0 5 . 这 意 味着 在钨 含 量 较 高 的 W ` 4 0 % C u 合金 中 , 可 以用 高温 变形 的 方 法进 行压 力加 工 , 这 一特 点对 今后 用 轧制方 法 生 产 高钨 的 W习C u 箔带 材料 十 分 重要 . 压烧 结 时平 均 W 晶粒 为 2 林m , 采 用 热 压烧 结 时 平 均 W 晶粒 仅 为 .0 5 娜 , (3 )纳 米W 一C u 化 学混 合粉 热压烧 结 的合金 密 度 可达 到 98 % , 合 金 的硬度 为 H R B 8 :5 5 0 ℃ 下 抗 压 强度 为 2 50 M P a . 相 对 应 变为 .0 6 , 高温 抗 压 强度 较 纳 米 W 、 常规 C u 机械 混 合 粉热 压烧 结 合 金提 高 约 67 % . 3 结论 ( l) 在 H Z 热 压 压 力 相 同 的 条 件 下 , 纳 米 W es 4 O % C u 化 学混 合 粉 比 纳米 W 、 常 规 C u 机 械 混 合粉 的最 大 收缩 速 率对 应 温 度减 小 了约 14 0 ℃ , 纳 米 合 金 粉 的剧 烈 收缩 区 间也 比 常 规 粗 C u 粉 末 宽 . (2 )W 粉 与 C u 粉 的粒 度对 合 金 的组 织 结构 有 强 烈 的影 响 . 全部 采用 纳 米级 颗 粒 的 W -4 0% C u 化 学混合 粉烧 结 合金 的组 织结 构均匀 . 采 用 H Z无 参 考 文 献 「l] 李 云 平 , 曲选 辉 , 段柏 华 . W ~ Cu( M o 一 C u) 复合材 料 的最 新研 究状 况 . 硬质 合金 , 2 0 01 , 1 8(4 ) : 2 犯 12 1 曲选 辉 , 范景 莲 . 纳米 晶 W 基 重合 金粉 末的注 射成 形与 固相烧 结 . 材料 研 究学报 , 2 0 0 1 , 15 ( 1) : 13 0 [3 ] P a r k J on gk . M i e价 s tr u c tu ra 】e h an g e d ur i n g P ha s e s i n t e irn g o f W , N i 一 F e a ll .oy M e t a l 介 a n , A , 19 89 , 2 0 A : 8 37 14 ] 杨 自勤 , 贾 成厂 , 甘乐 , 等 . 机 械活 化粉末 制备 W e C u 合 金 的微观 组织 . 北 京科技 大学 学报 , 2 0 02 , 24 ( 2) : 115 5[] 杨成 功 , 王尔 德 , 于谦 , 等 . W es 3 5% C u 液 相活化 烧 结工艺 研 究 . 粉 末冶 金工业 , 2 0 0 3 , 1 3( 5 ) : l 6[ ] 张丽 英 , 吴成义 一 种超 细 晶粒 W 一C u 合金 的制备 技术 . 中 国专利 , Z L 0 1 1 4 24 2 . 3 . 2 0 0 3 一 12 一3 1 7[ ] 张丽英 , 吴成 义 . 气流谐 振式超 声雾化 喷 嘴 . 中 国专利 , Z L 9 4 2 4 7 3 3 7 X . 19 9 5 e O 7 es 0 5 Sint e ir n g an d m e c h an i e a l Por P e rt i e s o f n an o s c a l e d W- 4 0% C u a ll o y s 刀试咬口 aF gn, L石V aT ,o Z月只N G Liy i n g 环 产 U hC e n g y i M a t e ir a l s S e i e n e e a Dd E n g in e e r i n g S c h o o l , U vm e r s i t i e s o f s e i e cn e a n d eT e ho 0 1 o gy B e ij i n g , B e ij 毗 10 0 0 8 3 , Ch l n a A B S T R A C T hT e d e n s iif e at i o n o f n an o s e a l e d W￾C u P o w d e r w as I n v e s t i g ate d t b rD u g h m e a s眠m e n ts o f ht e s而放 a g e ik n e t i e e vur e s i n h o t P re s s i n g an d h y dID g e n s i n t ier n g an d e o m P are d w i ht ht at o f n an o s e a l e d W P o w de r an d tr a dit i o n a l C u P o w d.er hT e re s u l t e d a l l o y s w e re s u bj e c te d to h o t e o m Pre s s i o n t e s t s at 3 0 0 oC an d 50 0 oC to o b ta in ht e ir s加 5 5 一 s tra i n e vur e s . It 1 5 in d i e ate d ht at ht e te m P e r a tu 祀 e o ne s P on d i n g to ht e h ihg e s t s加欣 a g e r a t e o f n an o s - e a l e d W￾C u P o w d e r 1 5 9 8 0 oC i n h y d ro g e n s i n t e ir n g . A ft e r s in t ier ng at 1 2 0 0 oC , ht e m e an g r a i n s i z e o f W P h a s e i s l e s s t h an 2 p m , an d ht e er lat i v e d e n s iyt o f th e a ll o y 1 5 9 7% . I n il o t P er s s i n g , h o w e v e r ht e e o 讹 sP o n d i n g et m P e r a ut er s 1 5 9 3 0 oC . hT e m e an g r a in s i z e o f W P h a s e i n ht e h o t P er s s e d a l l o y 加m n an o s e a l e d w ~ C u P o w d e r i s o . s p m at 1 2 00 oC , an d i t s er l at i v e d e n s i yt 1 5 9 8% . hT e er s u lt s o f h o t c o n 1 Per s s ion et s t s at 3 00 ℃ an d 5 0 0 oC s h o w e d ht at ht e h i g h 一 et m P e r a ot er s比 n g t h o f ht e u latr 如 e g r a in e d -WC u a ll o y 1 5 h ig h e r ht an ht at o f ht e a l l o y s iin e er d 加m n an o s - e a l e d W P o w de r an d tr ad i t i o n a l C u P o w d e .r K E Y WO R D S -W C u a ll o y s : s丽吐 a g e ik n e it e e vur e : n an o m e t e r e yr s alt : h o t P er s s in g : m e e h an i e a l Por P ert i e s