鎢鎳銅合金主要采用粉末冶金法制備，其制備工藝包含四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，將高純度的鎢、鎳、銅粉末按比例精確配比并均勻混合，接著通過(guò)模壓與冷等靜壓復(fù)合成型，獲得高密度且均勻的生坯。隨后在保護(hù)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)，經(jīng)歷低溫預(yù)燒去除雜質(zhì)后，在1400~1500℃進(jìn)行液相燒結(jié)，依靠熔融鎳銅相的毛細(xì)作用實(shí)現(xiàn)致密化。最后，對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行去應(yīng)力退火與精密機(jī)械加工，并根據(jù)使用需求實(shí)施電鍍、噴涂等表面處理，從而獲得最終成品。
1.鎢鎳銅合金的原料準(zhǔn)備與粉末混合制備工藝
鎢鎳銅合金的制備從挑選高純度的金屬粉末開(kāi)始。通常會(huì)選用微米級(jí)的鎢粉，顆粒呈球形或接近球形，鎳粉和銅粉也需要有合適的粒度和純度。根據(jù)想要達(dá)到的性能，比如密度、強(qiáng)度，或者特別要求無(wú)磁性，來(lái)精確確定鎳和銅的比例，然后仔細(xì)稱(chēng)量配比。
接下來(lái)就是粉末混合，這一步的目的是讓鎢、鎳、銅三種粉末均勻分布，避免后續(xù)燒結(jié)時(shí)成分不均導(dǎo)致缺陷。常用的方法是機(jī)械混合，比如用V型混料機(jī)、三維混料機(jī)，或者直接球磨，這些設(shè)備可以干混，也可以加入液體介質(zhì)濕混，以確保粉末在宏觀和微觀上都混合得足夠均勻。
2.鎢鎳銅合金的成型制備工藝
鎢鎳銅合金的成型一般是采用模壓結(jié)合冷等靜壓的工藝，來(lái)制備具有一定形狀和強(qiáng)度的生坯。先用鋼模單向壓制成型，把混合好的粉末初步壓實(shí)并形成基本輪廓，之后進(jìn)行冷等靜壓，通過(guò)液體介質(zhì)把壓力均勻傳遞到坯體的各個(gè)部位，使密度在整體上分布更均勻，同時(shí)減少內(nèi)部應(yīng)力集中和各種缺陷，最終得到結(jié)構(gòu)較為完整、適合進(jìn)入燒結(jié)工序的預(yù)制坯體。
3.鎢鎳銅合金的燒結(jié)致密化制備工藝
鎢鎳銅合金的燒結(jié)是實(shí)現(xiàn)材料致密化的關(guān)鍵工序，通常在氫氣或真空環(huán)境中進(jìn)行，這樣可以防止氧化，同時(shí)幫助去除粉末表面的氧化物。
先進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，溫度控制在800~1000℃。這一步主要是為了去除可能引入的成型劑，并初步還原粉末表面的氧化物，為后面的高溫?zé)Y(jié)提供干凈的顆粒表面。
然后進(jìn)入液相燒結(jié)階段，溫度升高到1400~1500℃。這個(gè)溫度高于鎳銅粘結(jié)相的熔點(diǎn)，但遠(yuǎn)低于鎢的熔點(diǎn)，此時(shí)鎳銅相熔化形成液相，可以很好地潤(rùn)濕鎢顆粒，并通過(guò)毛細(xì)作用填充顆粒之間的空隙。在這個(gè)過(guò)程中會(huì)發(fā)生溶解再析出現(xiàn)象，細(xì)小鎢顆粒表面的原子溶解到液相中，然后在較大鎢顆粒表面重新析出，使鎢顆粒逐漸變得更圓、更大，同時(shí)液相促進(jìn)顆粒重排，快速填充孔隙，最終得到接近全致密的燒結(jié)體，相對(duì)密度一般能達(dá)到98%以上。
鎢鎳銅合金的燒結(jié)工藝
4.鎢鎳銅合金的后處理制備工藝
鎢鎳銅合金的后處理主要包括熱處理、機(jī)械加工和表面處理。
鎢鎳銅合金的強(qiáng)度主要依靠?jī)?nèi)部的鎢骨架來(lái)提供，所以通常不需要像鋼材那樣進(jìn)行淬火等強(qiáng)化處理，但在完成機(jī)械加工后，可以進(jìn)行去應(yīng)力退火，來(lái)消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，避免后續(xù)使用中出現(xiàn)變形或開(kāi)裂。
燒結(jié)成型的坯料需要通過(guò)車(chē)削、銑削、磨削等常規(guī)機(jī)械加工方式，來(lái)達(dá)到零件最終的尺寸精度和表面粗糙度要求。根據(jù)具體的使用環(huán)境，還可以選擇合適的表面處理方法，常用的方法有電鍍鎳層或鉻層、熱噴涂耐磨或耐蝕涂層，或者簡(jiǎn)單的拋光，這些處理主要是為了提升表面的防護(hù)能力、耐腐蝕性，或者改善外觀質(zhì)量。
