[发明专利]一种耐高温钨合金材料

说明书

技术领域

本发明属于难熔金属材料领域，具体涉及一种可以耐高温的钨合金材料。

背景技术

钨是我国的优势资源，我国的储量和消费量稳居世界首位，然而钨制品的高附加值的高端产品却被国外公司所垄断，特别是应用于高温环境的钨发热体、支撑件等，主要依靠进口，国内仿制的产品因热稳定性差，易变形，寿命短，应用受限。钨行业产品结构不合理,和我国钨资源大国身份不符。随现代工业的发展，对于各种高端烧结炉、电子源、离子源等高新设备器件的性能提出了更为严格的要求，而钨发热体和钨支撑件作为该类设备的关键零部件，性能好坏直接影响器件的应用，钨发热体失效的方式多为结构变形,从而导致炉温温差增大,产品质量下降,从而需要更换新的发热体或者新高温炉.本申请专利即通过添加高温稳定相,制备一种新的高温耐热钨合金材料,从而改善钨发热体或支撑部件性能,使其具有更长的使用寿命.

发明内容

本发明主要提出了一种耐高温钨合金材料，其特征在于：

1材料成分含有质量百分比为0.02％-0.8％的ZrO₂,余量为金属钨。

2氧化锆可以直接钨金属粉末掺杂，也可以采用金属盐类如硝酸锆，乙酸锆等与钨酸盐类或钨金属粉末掺杂。

3掺杂均匀的粉末经过常规的钨材制备工艺加工制备成丝材或带材。

本发明的特点：

本发明的技术思路是通过添加弥散强化的高温稳定相ZrO₂,从而使在高温环境中对位错进行钉扎,从而提高材料的抗热蠕变性能,因此本发明所提出的钨合金材料体系具有更好地耐热性能,可以用于高温环境中的发热体部件或支撑件。具有工作寿命长，易制备等特点。适宜于工业生产，应用前景广阔。

直径为0.4mm的掺ZrO₂钨丝和纯钨丝抗拉强度与温度关系示于图1中。800-1800℃范围内，掺ZrO₂钨丝的抗拉强度高于纯钨丝。

附图说明

图1.掺ZrO₂钨丝和纯钨丝抗拉强度与温度关系

具体实施方式

实施例1：

配置含0.02％氧化锆的混合粉末，即取2000目的氧化锆粉末2克与平均尺寸2微米的9.998千克钨金属粉末混合，混料采用V型混料机，混料时间20小时，混料时转筒速度40转/分钟，并且每间隔3小时，停0.5小时。

将混料均匀的钨锆粉末，在190MPa的压力下进行冷等静压压制成直径17毫米的棒坯，将棒抷在中频感应烧结炉内，烧结至2500℃，保温12小时，后经过开坯、203旋锻、202旋锻、201旋锻后，在经过多道次拉拔火轧制，加工制成各种丝状或带状。

实施2：

配置含0.1％氧化锆的混合粉末，即取2000目的氧化锆粉末10克与平均尺寸5微米的9.99千克钨金属粉末混合，混料采用V型混料机，混料时间20小时，混料时转筒速度40转/分钟，并且每间隔3小时，停0.5小时。

将混料均匀的钨锆粉末，在190MPa的压力下进行冷等静压压制成直径17毫米的棒坯，将棒抷在中频感应烧结炉内，烧结至2500℃，保温12小时，后经过开坯、203旋锻、202旋锻、201旋锻后，在经过多道次拉拔火轧制，加工制成各种丝状或带状。

实施例3

配置含0.8％氧化锆的混合粉末，即取2000目的氧化锆粉末80克与平均尺寸3微米的9.92千克钨金属粉末混合，混料采用V型混料机，混料时间20小时，混料时转筒速度40转/分钟，并且每间隔3小时，停0.5小时。

将混料均匀的钨锆粉末，在190MPa的压力下进行冷等静压压制成直径17毫米的棒坯，将棒抷在中频感应烧结炉内，烧结至2500℃，保温12小时，后经过开坯、203旋锻、202旋锻、201旋锻后，在经过多道次拉拔火轧制，加工制成各种丝状或带状。