一种高温合金调节器及其制备方法技术

本申请涉及自动步枪调节器的技术领域，具体涉及一种高温合金调节器及其制备方法；其制备方法为：电极的浇铸：浇铸温度为1400‑1500℃；高温合金粉末的制备；喂料的制备：将高温合金粉末和粘结剂均匀混合，形成喂料；注射成型：将喂料注射到模具型腔内，形成注射坯；催化脱脂：将注射坯进行硝酸催化脱脂，形成脱脂坯；烧结：将脱脂坯在真空环境或保护气氛下进行烧结，获得烧结坯；烧结温度为1150‑1300℃，保温时间为3‑6h；保温保压：将烧结坯置于高温高压环境下，保温保压处理；处理时间大于3h；以及利用上述制备方法制得的调节器。本申请制得的调节器的使用寿命获得了显著延长。

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金调节器及其制备方法
本申请涉及自动步枪调节器的
，更具体地说，它涉及一种高温合金调节器及其制备方法。
技术介绍
自动步枪实现自动的常见方式有后坐式和导气式。其中，导气式的自动方式是通过分流部分火药气体来推动活塞从而实现自动。导气式的自动步枪中，用于调节分流气体量的部件为调节器，调节器上设置有供火药燃气通过的调节孔。在自动步枪使用的过程中，调节器上的调节孔不仅会受到火药燃烧气流带来的高温、高压和高速冲刷，而且还会受到火药气流中的多种气体成分造成的化学侵蚀。调节器不同于枪管，枪管在武器的全生命周期中是可更换的，而调节器在武器的全生命周期中则是不可更换的，调节器的使用寿命决定了自动步枪的使用寿命。随着科学技术的不断发展，对自动步枪的射击速度、火力密度的需求更高，调节器将面临更高的温度、压力和摩擦。面对更高的温度、压力和摩擦，调节器上调节孔的烧蚀磨损情况会更严重。当调节器的调节孔烧蚀磨损至直径扩大20％后，调节器便会失效。目前，自动步枪的调节器多采用镀Cr钢制成，其使用寿命不超过8000发，使用寿命较低，不能满足该领域人员对调节器使用寿命的要求。
技术实现思路
为了提高调节器的使用寿命，本申请提供一种高温合金调节器及其制备方法。第一方面，本申请提供一种高温合金调节器的制备方法，采用如下的技术方案：一种高温合金调节器的制备方法，具体包括以下步骤：(1)电极的浇铸：利用真空感应熔炼技术，将高温合金浇铸，形成电极；浇铸温度为1400-1500℃；(2)高温合金粉末的制备：利用氩气雾化工艺将步骤(1)制得的电极制成高温合金粉末；(3)喂料的制备：将步骤(2)制得的高温合金粉末和粘结剂均匀混合，形成喂料；(4)注射成型：将步骤(3)制得的喂料注射到模具型腔内，形成注射坯；(5)催化脱脂：将步骤(4)制得的注射坯进行硝酸催化脱脂，形成脱脂坯；(6)烧结：将步骤(5)制得的脱脂坯在真空环境或保护气氛下进行烧结，获得烧结坯；烧结温度为1150-1300℃，保温时间为3-6h；(7)保温保压：将步骤(6)制得的烧结坯置于高温高压环境下，保温保压处理，获得调节器；处理时间大于3h。通过采用上述技术方案，本申请制备获得的调节器的射击寿命得到明显延长。利用上述方法制备调节器的过程中，先将铸态高温合金浇铸成自耗电极，并控制浇铸温度在1400-1500℃的范围内。然后将自制电极制备成高温合金粉末，利用粘结剂将高温合金粉末制备成喂料，经过将喂料注射成型、催化脱脂和烧结，形成烧结坯态的调节器；最后经过保温保压处理，获得调节器。在自制电极的浇铸中，铸态高温合金经过1400-1500℃的高温浇铸，高温合金内部的一次碳化物由骨架结构变成等轴的颗粒状，故相比铸态高温合金，浇铸获得的自耗电极的塑性获得了显著提高，因而利用经过上述自耗电极最终制备的调节器的塑性也获得了显著提高。将自制电极制备成高温合金粉末，利用粘结剂将高温合金粉末制备成喂料，然后进行喂料的注射成型、催化脱脂和烧结。在上述过程中，将烧结温度控制在为1150-1300℃，烧结的保温时间为3-6h。通过上述操作步骤，能够使得制备的调节器获得优异的机械性能。面对自动步枪射击过程中，高温气体对调节器的冲刷和烧蚀磨损，本申请制备的调节器能够很好地抵抗因高温导致的火药烧蚀和高温气体冲刷导致的机械磨损，降低调节器表层的开裂和脆化，故能够有效延长调节器的使用寿命，从而进一步延长设置该调节器的自动步枪的使用寿命。相关技术中，自动步枪密集射击的过程中，由于残留高温燃气对枪管的冲刷，枪管内壁的温度最高可达到1000℃。而调节器的调节孔处的温度则会比枪管内壁的温度更高。此外，调节器还要承受自高温到常温或者自常温到高温的热循环，导致调节器表面频繁收缩膨胀，引起调节器表层开裂和脆化。因此，相对镀Cr钢调节器的使用寿命，本申请制备的调节器的使用寿命得到显著提高，同等条件下，本申请的调节器的使用寿命可达20000-21000发，而镀Cr钢调节器的使用寿命最高仅能达到8000发。本申请调节器的使用寿命提高了近3倍。在一个实施方案中，电极的浇铸温度还可以是1430℃、1460℃、1400-1430℃、1400-1460℃、1430-1460℃、1430-1500℃、1460-1500℃。在一个实施方案中，步骤(6)烧结中的保温时间还可以是4.5h、3-4.5h、4.5-6h。优选的，所述步骤(3)喂料的制备中，粘结剂为(按重量百分比计)：聚甲醛65-80％、聚乙烯7-15％、聚丙烯9-13％、硬脂酸4-7％。在一个实施方案中，聚甲醛还可以是75％、65-75％、75-80％。在一个实施方案中，聚乙烯还可以是10％、7-10％、10-15％。在一个实施方案中，聚丙烯还可以是10％、9-10％、10-13％。在一个实施方案中，硬脂酸还可以是5％、4-5％、5-7％。通过采用上述技术方案，粘结剂的选择是粉末注射成型工艺中的重要环节，本申请利用聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯以及硬脂酸按照适当的比例形成粘结剂，并且经过试验分析，获得了较好的粘结剂配方，能够显著提高调节器的机械性能，从而能够提高调节器的使用寿命。其中，通过聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯以及硬脂酸的协配作用，使得粘结剂与高温合金粉末制成的调节器的机械性能获得了显著提高。优选的，所述步骤(3)喂料的制备中，高温合金粉末和粘结剂的重量比值范围为：8.6-9.2。在一个实施方案中，高温合金粉末和粘结剂的重量比值可以为：8.75、9.05、8.6-8.75、8.6-8.9、8.6-9.05、8.75-8.9、8.75-9.05、8.75-9.2、8.9-9.05、8.9-9.2、9.05-9.2。通过采用上述技术方案，将喂料制备过程中高温合金粉末与粘结剂的添加比例控制在上述范围内，能够使得制备的调节器的机械性能获得显著提高，从而使得制备的调节器的使用寿命获得显著提高。优选的，所述步骤(4)注射成型中，注射成型的注射压力为80-200MPa，注射温度为100-200℃。在一个实施方案中，注射成型的注射压力可以是120MPa、160MPa、120MPa、80-120MPa、80-160MPa、120-160MPa、120-200MPa、160-200MPa。在一个实施方案中，注射成型的注射温度可以是140℃、170℃、100-140℃、100-170℃、140-170℃、140-200℃、170-200℃。通过采用上述技术方案，在注射成型步骤中，将注射压力和注射温度分别控制在上述范围内，能够进一步提高制备的调节器的机械性能，从而进一步显著提高制备的调节器的使用寿命。优选的，所述步骤(5)催化脱脂中，催化脱脂的条件为：硝酸的流量为2～5ml/min，催化温度为80～120℃，脱脂时间为10-18h。在一个实施方案中，硝酸的流量可以是3.5ml/min、2-3.5ml本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金调节器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n（1）电极的浇铸：利用真空感应熔炼技术，将高温合金浇铸，形成电极；浇铸温度为1400-1500℃；/n（2）高温合金粉末的制备：利用氩气雾化工艺将步骤（1）制得的电极制成高温合金粉末；/n（3）喂料的制备：将步骤（2）制得的高温合金粉末和粘结剂均匀混合，形成喂料；/n（4）注射成型：将步骤（3）制得的喂料注射到模具型腔内，形成注射坯；/n（5）催化脱脂：将步骤（4）制得的注射坯进行硝酸催化脱脂，形成脱脂坯；催化脱脂的条件为：硝酸的流量为2～5ml/min，催化温度为80～120℃，脱脂时间为10-18h；/n（6）烧结：将步骤（5）制得的脱脂坯在真空环境或保护气氛下进行烧结，获得烧结坯；烧结温度为1150-1300℃，保温时间为3-6h；/n（7）保温保压：将步骤（6）制得的烧结坯置于高温高压环境下，保温保压处理，获得调节器；处理时间大于3h。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温合金调节器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）电极的浇铸：利用真空感应熔炼技术，将高温合金浇铸，形成电极；浇铸温度为1400-1500℃；
（2）高温合金粉末的制备：利用氩气雾化工艺将步骤（1）制得的电极制成高温合金粉末；
（3）喂料的制备：将步骤（2）制得的高温合金粉末和粘结剂均匀混合，形成喂料；
（4）注射成型：将步骤（3）制得的喂料注射到模具型腔内，形成注射坯；
（5）催化脱脂：将步骤（4）制得的注射坯进行硝酸催化脱脂，形成脱脂坯；催化脱脂的条件为：硝酸的流量为2～5ml/min，催化温度为80～120℃，脱脂时间为10-18h；
（6）烧结：将步骤（5）制得的脱脂坯在真空环境或保护气氛下进行烧结，获得烧结坯；烧结温度为1150-1300℃，保温时间为3-6h；
（7）保温保压：将步骤（6）制得的烧结坯置于高温高压环境下，保温保压处理，获得调节器；处理时间大于3h。


2.根据权利要求1所述的一种高温合金调节器的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）喂料的制备中，粘结剂为（按重量百分比计）：聚甲醛65-80%、聚乙烯7-15%、聚丙烯9-13%、硬脂酸4-7%。

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚玮，张世霄，毛赞惠，李开松，胥国华，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11