熱膨脹率低的金屬復(fù)合管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管。
【背景技術(shù)】
[0002]1907年，一種低鎳含量的鎢合金問世，它是通過機械加工方法制備的，但是嚴重的脆性妨礙了它的應(yīng)用。直到1909年，美國通用電器公司的庫利奇(w.D.Coolidge)通過粉末冶金法制得鎢坯條，再利用機械加工生產(chǎn)出在室溫下具有延性的鎢絲，從而奠定了鎢絲加工業(yè)的基礎(chǔ)，也奠定了粉末冶金的基礎(chǔ)。
[0003]然而這種“延性”鎢合金在燈泡點燃后表現(xiàn)出明顯的脆性。1913年，平奇(Pintsch)發(fā)明了釷鎢絲(Th02的含量為1%?2%)，從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起初，燈絲的下垂(見鎢絲的抗下垂性能)并不是一個問題，因為此時的燈絲是直絲，但1913年以后，蘭米爾(Langmuir)將直絲改為螺旋絲，這樣，當(dāng)燈泡使用時，高的工作溫度和自重的作用使燈絲下垂，因而純鎢和釷鎢都難以滿足使用要求。
[0004]為了解決鎢絲下垂和壽命短等問題，1917年，柏斯(A.Pacz)發(fā)明了高溫下“不變形”的鎢合金。起初，他在制備純鎢時采用耐火坩堝焙燒W03，無意中發(fā)現(xiàn)用這種W03還原所得鎢粉制成的鎢絲螺旋，經(jīng)再結(jié)晶后異常神秘地不再下垂。隨后，經(jīng)過218次反復(fù)實驗驗證，他終于發(fā)現(xiàn)在鎢酸(W03*H20)中添加鉀和鈉的硅酸鹽，經(jīng)過還原、壓制、燒結(jié)、加工等制得的鎢絲，再結(jié)晶后形成相當(dāng)粗的晶粒結(jié)構(gòu)，既不軟又抗下垂，這是最早的不下垂鎢絲。柏斯的發(fā)現(xiàn)奠定了不下垂鎢絲的生產(chǎn)基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在美國仍稱不下垂鎢絲為“218鎢絲”，以紀念柏斯的這項重大發(fā)現(xiàn)。
[0005]摻雜鎢合金的生產(chǎn)工序冗長，包括鎢冶煉、粉末冶金制坯和塑性加工幾個主要階段。
[0006]摻雜鎢合金的生產(chǎn)通常選用仲鎢酸銨(APT)為原料。從鎢精礦制取仲鎢酸銨除了傳統(tǒng)的經(jīng)典工藝外，20世紀50年代國際上開展了萃取法和離子交換法的研究，中國在70年代也采用了這些工藝，從而簡化了工藝流程，提高了鎢的回收率。20世紀60年代以來，許多國家都相繼采用藍色氧化鎢摻雜工藝代替三氧化鎢摻雜，從而提高了摻雜效果。鎢粉的酸洗是20世紀60年代開始應(yīng)用于生產(chǎn)的，其主要目的在于洗去鎢粉中多余的摻雜劑、超細粉和部分有害雜質(zhì)，從而改善加工性能，提高鎢絲的高溫性能。從20世紀60年代開始，孔型軋制法不斷得到應(yīng)用?？仔蛙堉剖鞘古髁显谝粚πD(zhuǎn)著的軋輥的孔型中通過，在軋輥壓力的作用下使斷面減縮和長度延伸。
[0007]雖然只有少部分鎢礦最終被做成燈鎢絲和類似的產(chǎn)品，鎢在科學(xué)上和技術(shù)上所承擔(dān)的最重要的意義就是其研究成果向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)換。所獲得的知識在粉末冶金新的領(lǐng)域，尤其是在硬質(zhì)合金的制造上具有不可估量的價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種具有高強度、耐高溫，不吸潮、熱膨脹率低、抗輻射優(yōu)點的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管包括鍍層的鎢鎂合金、基層的金屬基復(fù)合材料和復(fù)層的膨脹合金組合而成，所述鎢鎂合金包括鎢、鎂、鑰和鈮，所述金屬基復(fù)合材料為高溫合金基，所述膨脹合金包括鐵鎳合金、鐵鋁合金和鋁鎳鈷合金，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的24%-29%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%-7%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的67%-70%。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的高溫合金基包括鈦、銅、鋅、鉛和鈹。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的27%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的68%。
[0012]本發(fā)明的一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，具有高強度、耐高溫，不吸潮、熱膨脹率低、抗福射的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]其中，所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管包括鍍層的鎢鎂合金、基層的金屬基復(fù)合材料和復(fù)層的膨脹合金組合而成，所述鎢鎂合金包括鎢、鎂、鑰和鈮，所述金屬基復(fù)合材料為高溫合金基，所述膨脹合金包括鐵鎳合金、鐵鋁合金和鋁鎳鈷合金，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的24%-29%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%-7%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的67%-70%。所述的高溫合金基包括鈦、銅、鋅、鉛和鈹。
[0015]進一步說明，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的27%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的68%。
[0016]在進一步說明，金屬基復(fù)合材料按增強體的類別來分類，如纖維增強、晶須增強和顆粒增強等，按金屬或合金基體的不同，金屬基復(fù)合材料可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。金屬基復(fù)合材料是以金屬或合金為基體與各種增強材料復(fù)合而制得的復(fù)合材料。增強材料可為纖維狀、顆粒狀和晶須狀的碳化硅、硼、氧化鋁及碳纖維。金屬基體除金屬鋁、鎂外，還發(fā)展有色金屬鈦、銅、鋅、鉛、鈹超合金和金屬間化合物，及黑色金屬作為金屬基體。金屬基復(fù)合材料除了和樹脂基復(fù)合材料同樣具有高強度、高模量外，它能耐高溫，同時不燃、不吸潮、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、抗輻射。是令人注目的航空航天用高溫材料，可用作飛機渦輪發(fā)動機和火箭發(fā)動機熱區(qū)和超音速飛機的表面材料。目前不斷發(fā)展和完善的金屬基復(fù)合材料以碳化硅顆粒鋁合金發(fā)展最快。這種金屬基復(fù)合材料的比重只有鋼的1/3，為鈦合金的2/3，與鋁合金相近。它的強度比中碳鋼好，與鈦合金相近而又比鋁合金略高。其耐磨性也比鈦合金、鋁合金好。目前已小批量應(yīng)用于汽車工業(yè)和機械工業(yè)。在5?15年內(nèi)有商業(yè)應(yīng)用前景的是汽車活塞、制動機部件、連桿、機器人部件、計算機部件、運動器材等。金屬基復(fù)合材料存在的主要問題是金屬復(fù)合材料制造工藝復(fù)雜、造價昂貴，尚未能在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。
[0017]在進一步說明，熱膨脹合金廣泛用于電子工業(yè)、精密量具、精密儀表和低溫工程等領(lǐng)域。一般的金屬和合金受熱時膨脹，膨脹量隨溫度的升高呈線性增加，但有些合金的熱膨脹曲線在某一溫度出現(xiàn)彎曲點，在彎曲點以下的熱膨脹系數(shù)比彎曲點以上的正常熱膨脹系數(shù)低得多，這種現(xiàn)象稱為反常熱膨脹特性。膨脹合金分低膨脹合金和定膨脹合金，后者又稱封接合金。低膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹系數(shù)低于3Χ10-6? -1 ;定膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹系數(shù)約為(4?10) X 10-6°C-1。膨脹合金主要有Fe-Ni系、Fe-N1-Co系和Fe-N1-Cr系合金等，高鉻鋼和Co-Fe-Cr系合金也用作膨脹合金，但用量不大。膨脹合金除具有特定的熱膨脹系數(shù)外，根據(jù)不同用途還要求有良好的封接性、可焊性、耐蝕性、可加工性和易切削性，并且在使用溫度范圍內(nèi)不允許有引起膨脹特性明顯變化的相變。膨脹合金在制造工藝過程中必須準確控制合金的化學(xué)成分，其產(chǎn)品一般為棒材、板材、帶材、絲材和管材。本發(fā)明提供一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，具有高強度、耐高溫，不吸潮、熱膨脹率低、抗輻射的優(yōu)點。
[0018]本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，其特征在于:所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管包括鍍層的鎢鎂合金、基層的金屬基復(fù)合材料和復(fù)層的膨脹合金組合而成，所述鎢鎂合金包括鎢、鎂、鑰和鈮，所述金屬基復(fù)合材料為高溫合金基，所述膨脹合金包括鐵鎳合金、鐵鋁合金和鋁鎳鈷合金，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的24%-29%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%-7%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的67%-70%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，其特征在于:所述的高溫合金基包括鈦、銅、鋅、鉛和鈹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，其特征在于:所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的27%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的68%。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，所述的熱膨脹率低的金屬復(fù)合管包括鍍層的鎢鎂合金、基層的金屬基復(fù)合材料和復(fù)層的膨脹合金組合而成，所述鎢鎂合金包括鎢、鎂、鉬和鈮，所述金屬基復(fù)合材料為高溫合金基，所述膨脹合金包括鐵鎳合金、鐵鋁合金和鋁鎳鈷合金，所述的鎢鎂合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的24%-29%，所述的金屬基復(fù)合材料占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的5%-7%，所述的膨脹合金占熱膨脹率低的金屬復(fù)合管總體分量的67%-70%。本發(fā)明提供一種熱膨脹率低的金屬復(fù)合管，具有高強度、耐高溫，不吸潮、熱膨脹率低、抗輻射的優(yōu)點。
【IPC分類】B32B15-01, B32B1-08, F16L9-02
【公開號】CN104534184
【申請?zhí)枴緾N201410711580
【發(fā)明人】施建東
【申請人】常熟市東濤金屬復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月1日