[发明专利]用于热电偶的抗氧化钨铼合金及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于热电偶的抗氧化钨铼合金及制备方法，该合金各组分的重量百分含量为：Re：1％～26％；抗氧化元素的重量百分含量为0.05～0.8％；其余为W，该合金采用预合金粉制备、成型、垂熔烧结、拉拔、白丝、退火等方法制备得到，所得热电偶材料的测温精度达到铂铑贵金属热电偶丝材水平，抗氧化性较常规偶丝得到显著提升，特别是中、低温段，能有效降低或延迟丝材氧化速度和显著氧化起始温度，保证其测温精度。

技术领域

本发明涉及一种合金，特别涉及一种用于热电偶的抗氧化钨铼合金及制备方法。

背景技术

随着航空航天、深海勘探等现代技术的发展，对材料的理化性能提出了更加严格的要求，因此对材料的制备工艺控制，尤其是对温度的精确控制提出了更高的要求。目前用于高温领域测量用的接触式热电偶主要是贵金属系列和钨铼系列，与昂贵、稀缺的贵金属相比，我国钨铼资源丰富，价格便宜，而且钨铼热电偶具有更高的熔点、强度、热电动势和再结晶温度等优点，因此被广泛地应用于石油化工、冶金冶炼、航空航天等高温测温领域，是铂铑贵金属热电偶的首选替代材料。

目前市场上广泛使用的钨铼热电偶主要有W3Re-W25Re、W5Re-W26Re和W5Re-W20Re三种类型，生产后一般保存于电子防潮柜等低湿度环境储存以防止氧化。这些合金一旦离开该区域，甚至在使用过程中，丝材表面较容易氧化，从而影响了其测温精度和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型抗氧化钨铼热电偶材料及制备方法。该合金的测温精度达到铂铑贵金属热电偶丝材水平，抗氧化性较常规偶丝得到显著提升，特别是中、低温段，能有效降低或延迟丝材氧化速度和显著氧化起始温度，保证其测温精度。

本发明的技术方案是：

抗氧化钨铼合金，其各组分的重量百分含量为：

Re：1％～26％；抗氧化元素的重量百分含量为0.05～0.8％；其余为W。

所述抗氧化元素为镧、铈、钴中的一种或几种：0.05～0.8％

抗氧化钨铼合金的制备方法有以下步骤：

1)预合金粉制备：

将硝酸镧、硝酸铈、硝酸钴的一种或几种溶解到无水乙醇中，逐步加入钨粉并不断搅拌至钨粉全部变为流体，放入沸腾的水浴中加热并不断搅拌，至粘稠糊状后停止搅拌，继续加热至稠糊状物完全蒸干，得到粉体，取出粉体，加入铼酸氨，分散，得到钨铼预合金粉体；

2)成型：

步骤1)所述的钨铼预合金粉体装模后冷等静压成型；

3)垂熔烧结：

成型的钨铼预合金粉体在电流1800～2300A下保温15～30min，冷却后在电流2800～3400A下保温20-65min，得烧结坯；

4)拉拔：

步骤3)所述的烧结坯按照道次加工率10～15％，加热温度1500～1650℃旋锻，开坯后拉丝至丝径为0.1～0.06mm，得到微细钨铼丝；

5)白丝：

步骤4)所述微细钨铼丝经NaOH溶液碱洗，再水洗后的电解抛光清洗，得到清洗干净的钨铼白丝；

6)退火：

步骤5)所述白丝在氢气保护下温度1200～1500℃退火，保温时间20～60min，得到成品丝材。

所述钨粉纯度≥99.95％，平均粒度为1.0～7.0μm，粒度呈质量正态分布，形貌为类球形或多边形。其中，质量正态分布是指对不同粒度的粉体进行称重，其质量服从正态分布。