[发明专利]一种粉末压力烧结制备铬钨固溶体合金材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种固溶体合金材料的制备方法，具体涉及一种用粉末压力烧结来制备铬钨固溶体合金材料的方法。

背景技术

纯金属钨具有熔点高，热电子发射能力强，弹性模量高等特点，是目前广泛使用的电极材料。但纯金属钨电极的发射效率不高，截流值过高，对电器设备的使用寿命存在不利影响。铬钨固溶体合金材料具有硬度高，耐电压强度高，截流值低的优点，是替代纯钨的电极材料之一。

由于钨的熔点为3407℃，铬的熔点为1857℃，在现有的设备条件下，采用常规冶金的方法制备钨铬合金是不可能的。另一方面，普通烧结的方法可以制备出铬钨合金，但材料的孔隙率太高，无法满足电极材料的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用粉末压力烧结来制备铬钨固溶体合金材料的方法，该方法可以得到单相铬钨固溶体组织，合金材料具有高硬度、低截流值和高耐电压强度的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种粉末压力烧结制备铬钨固溶体合金材料的方法，该材料的显微组织为单相铬钨固溶体，该方法按以下步骤进行，

a.选取粒径为6～10μm，纯度大于99.9％，含氧量为500～800ppm的钨粉；选取粒径为45～100μm，纯度大于99.9％，含氧量为800～1500ppm的铬粉，按质量比钨粉50％～93％、铬粉7％～50％的比例放入混料机中；

b.在混料机的钨粉、铬粉中按钨粉、铬粉总质量的2～5％添加过程控制剂，在混料机中混合3.5～5小时，所述的过程控制剂为易挥发性有机溶剂；

c.将上步混合均匀的粉料制粒；

d.将制粒后的粉料进行模压或冷等静压，压力不小于50MPa，坯料尽量压实；

e.将压制好的坯料在氢气保护下900℃～980℃还原50～90分钟后，1450℃～1600℃热压烧结或热等静压烧结2～4小时，即制成铬钨固溶体合金材料。

本发明的特点还在于，

其中的过程控制剂为无水乙醇或丙酮。

其中的步骤e中，升温至900℃～980℃的升温速度小于等于10℃/分钟，升温至1450℃～1600℃的升温速度小于等于25℃/分钟。

步骤e中，热压或热等静压烧结的压力至少为30Mpa。

步骤e中，热压或热等静压的气氛是氢气或真空度至少为10^-3MPa的真空气氛。

本发明方法操作简单，可制备得到显微组织为单相铬钨固溶体的材料，该材料组织细小，结构致密，具有高的硬度，低的截流值和很高的耐电压强度。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细说明。

本发明利用钨、铬可形成固溶体的特点，通过成分选择及制造工艺的控制，获得铬钨固溶体单相组织，本发明方法得到的铬钨固溶体合金材料能够达到的性能如下表1。

表1铬钨合金材料的主要性能