鎢鎳鐵合金的制備工藝主要采用粉末冶金的方法，包括原料準(zhǔn)備、成型、燒結(jié)和后續(xù)處理。具體步驟是先將高純度鎢、鎳、鐵粉按比例稱(chēng)量，濕法混合均勻，然后通過(guò)冷等靜壓或模壓成型為生坯，接著在氫氣或真空保護(hù)下進(jìn)行高溫液相燒結(jié)，使鎳鐵粘結(jié)相熔化潤(rùn)濕鎢顆粒，促進(jìn)致密化，最后經(jīng)過(guò)熱處理、熱鍛等加工，并用硬質(zhì)合金刀具精密加工，獲得高密度高性能的鎢鎳鐵合金。
1.鎢鎳鐵合金制備工藝的原料準(zhǔn)備與粉末混合步驟
制備鎢鎳鐵合金的首要步驟是原料準(zhǔn)備與粉末混合。這一步驟中，需要選用高純度、微米級(jí)的鎢粉、鎳粉和鐵粉，其中鎳粉和鐵粉的粒度通常要求更細(xì)，以提高它們?cè)跓Y(jié)過(guò)程中的活性。
接下來(lái)，需要根據(jù)鎢鎳鐵合金成分比例，比如鎢占90%、鎳占7%、鐵占3%，對(duì)各種粉末進(jìn)行精確稱(chēng)量?；旌线^(guò)程一般使用球磨機(jī)或V型混料機(jī)，并加入酒精等過(guò)程控制劑進(jìn)行濕法混合，使粉末分散更均勻，避免團(tuán)聚?；旌贤瓿珊螅瑢⑽锪细稍锊⑦^(guò)篩，就可以得到成分均勻、無(wú)明顯團(tuán)聚的混合粉末，為后續(xù)壓制成型和燒結(jié)創(chuàng)造良好條件。
2.鎢鎳鐵合金制備工藝的成型步驟
混合后的粉末需要通過(guò)成型步驟獲得初步形狀，主要采用冷等靜壓或模壓兩種方法。冷等靜壓是利用液體介質(zhì)從所有方向均勻施加壓力，使粉末壓縮得較為均勻，生坯的密度分布也更一致，這種方法特別適合制作形狀復(fù)雜的坯體。模壓則是在剛性模具中進(jìn)行單向或雙向壓制，效率較高，更適用于幾何形狀簡(jiǎn)單的零件。成型后得到的生坯已具備初步的機(jī)械強(qiáng)度，可以進(jìn)行拿取和轉(zhuǎn)移，但質(zhì)地仍然較脆，后續(xù)處理時(shí)需小心操作，避免出現(xiàn)破損。
鎢鎳鐵合金成型工藝
3.鎢鎳鐵合金制備工藝的燒結(jié)步驟
燒結(jié)是決定鎢鎳鐵合金最終性能的關(guān)鍵步驟。生坯通常在氫氣或真空保護(hù)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)，這樣可以防止材料氧化，同時(shí)還原粉末表面的氧化物。鎢鎳鐵合金的燒結(jié)屬于典型的液相燒結(jié)過(guò)程。當(dāng)溫度升至鎳鐵粘結(jié)相的共晶點(diǎn)以上，具體溫度依據(jù)鎳鐵比例而定，通常在1450℃左右時(shí)，粘結(jié)相會(huì)熔化形成液相。這種液相能夠很好地潤(rùn)濕固態(tài)鎢顆粒，并在毛細(xì)管力作用下填充顆粒間孔隙，促進(jìn)顆粒重新排列。
在此過(guò)程中，物質(zhì)通過(guò)溶解與再析出的機(jī)制進(jìn)行遷移。細(xì)小的鎢顆粒會(huì)逐漸溶解于周?chē)囊合嘀?，隨后又在較大的鎢顆粒表面重新析出。這種溶解與析出機(jī)制使顯微組織逐步粗化，并持續(xù)推動(dòng)材料整體進(jìn)一步致密，最終獲得高密度、性能優(yōu)異的鎢鎳鐵合金。
4.鎢鎳鐵合金制備工藝的后續(xù)處理環(huán)節(jié)
燒結(jié)后的鎢鎳鐵合金坯體，通常還需要根據(jù)使用要求進(jìn)行后續(xù)處理。
熱處理是常見(jiàn)的后續(xù)處理環(huán)節(jié)。為了調(diào)整粘結(jié)相的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并提高鎢鎳鐵合金的強(qiáng)度和韌性，有時(shí)會(huì)采用油淬或水淬。但淬火過(guò)程容易產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，所以通常需要再進(jìn)行退火，以消除應(yīng)力并穩(wěn)定材料的最終性能。
熱機(jī)械加工是進(jìn)一步提升性能的重要方式。通過(guò)熱軋、熱鍛或旋鍛等熱變形工藝，可以明顯細(xì)化合金的顯微組織，從而提高強(qiáng)度和韌性。
機(jī)械加工則用于使鎢鎳鐵合金達(dá)到精確的尺寸和表面質(zhì)量要求。鎢鎳鐵合金硬度很高，普通刀具難以切削，必須采用硬質(zhì)合金或金剛石刀具進(jìn)行車(chē)削、銑削等精加工，這樣才能保證工件達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精確尺寸和表面質(zhì)量。
