[发明专利]一种钨基体合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钨基体合金及其制备方法。

背景技术

钨作为一种耐高温的金属材料具有广泛应用，特别是节能灯的灯丝或者电极以及作为各种电子发射极。但钨本身存在易脆和可塑性低的问题，这大大减小了其使用过程中的寿命。为降低钨的脆性以及提高其可塑性，传统的方法通过在钨内添加稀土金属形成钨基合金增加其性能。比如在钨内添加3－5%的铼，可大大增加钨的可塑性，但是铼是稀土金属中丰度最少的金属，价格昂贵，因此，寻找一种可替代的降低钨脆性提高可塑性的且具有较高的丰量的稀土金属可大大降低其成本。

发明内容

本发明所要解决的问题：降低钨的脆性，提高钨的可塑性，并降低成本。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种钨基体合金，该钨基体合金的成份按质量百分比包括：1－3％的铈，0.01－0.1％的铼以及余量的钨。

一种钨基体合金的制备方法，包括以下步骤：

S1：按质量百分比，铈1－3％、铼0.01－0.1％、钨余量的比例混合铈液、铼液及仲钨酸铵形成混合液；

S2：在氢气的环境下，从300℃至1200℃以线性升温的方式加热混合液对其还原制得铈铼钨合金粉，升温时间为70－90min；

S3：对铈铼钨合金粉压坯成型后在氢气的环境下加热，并保持2300－2800℃的温度20－30min；

S4：再经自然冷却后得到钨基体合金。

本发明的技术效果如下：

1、本发明通过添加铼、铈改善钨的脆性、高温性能和可塑性。

2、本发明的钨基体合金用作电子发射用的电极时，工作温度大大降低，工作温度仅需800－1000℃。

3、铈作为储量最大的稀土元素，有效提高了稀土资源的利用率。

4、本发明生产的钨基体合金纯度高，杂质含量不超过70ppm。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明所指的铈液、铼液分别是指铈和铼溶于酸后形成的溶液。这里的酸优选为硝酸。

实施例1

一种钨基体合金的组分按质量百分比包括：1％的铈，0.1％的铼以及余量的钨。该钨基体合金的制备方法如下：首先，按质量百分比，铈1％、铼0.1％、钨余量的比例混合铈液、铼液及仲钨酸铵形成混合液。然后在氢气的环境下，从300℃至1200℃以线性升温的方式加热混合液对其还原制得铈铼钨合金粉，升温时间为70min；再然后对铈铼钨合金粉压坯成型后在氢气的环境下加热，并保持2300℃的温度30min。最后经自然冷却后得到钨基体合金。

实施例2

一种钨基体合金的组分按质量百分比包括：2％的铈，0.07％的铼以及余量的钨。该钨基体合金的制备方法如下：首先，按质量百分比，铈2％、铼0.07％、钨余量的比例混合铈液、铼液及仲钨酸铵形成混合液。然后在氢气的环境下，从300℃至1200℃以线性升温的方式加热混合液对其还原制得铈铼钨合金粉，升温时间为80min；再然后对铈铼钨合金粉压坯成型后在氢气的环境下加热，并保持2500℃的温度25min。最后经自然冷却后得到钨基体合金。

实施例3

一种钨基体合金的组分按质量百分比包括：3％的铈，0.01％的铼以及余量的钨。该钨基体合金的制备方法如下：首先，按质量百分比，铈3％、铼0.01％、钨余量的比例混合铈液、铼液及仲钨酸铵形成混合液。然后在氢气的环境下，从300℃至1200℃以线性升温的方式加热混合液对其还原制得铈铼钨合金粉，升温时间为90min；再然后对铈铼钨合金粉压坯成型后在氢气的环境下加热，并保持2800℃的温度20min。最后经自然冷却后得到钨基体合金。

实施例4

一种钨基体合金的组分按质量百分比包括：3％的铈，0.1％的铼以及余量的钨。该钨基体合金的制备方法如下：首先，按质量百分比，铈3％、铼0.1％、钨余量的比例混合铈液、铼液及仲钨酸铵形成混合液。然后在氢气的环境下，从300℃至1200℃以线性升温的方式加热混合液对其还原制得铈铼钨合金粉，升温时间为90min；再然后对铈铼钨合金粉压坯成型后在氢气的环境下加热，并保持2300℃的温度25min。最后经自然冷却后得到钨基体合金。