[发明专利]一种高致密度纯钨、纯钼及其合金材料的制备方法

说明书

本发明提出一种高致密度纯钨、纯钼及其合金材料的制备方法。该方法的主要步骤包括：步骤一，将原料粉进行破碎处理，得到破碎后的粉料；步骤二，将步骤一得到的所述破碎后的粉料进行成型处理，得到料坯；步骤三，将步骤二得到的所述料坯进行烧结处理，得到所述高致密度纯钨、纯钼及其合金材料。所述高致密度纯钨、纯钼及其合金材料是致密度达98％以上。通过提高烧结态坯料的密度，能够有效提高烧结态产品的硬度、抗拉强度、抗腐蚀能力、机加工性能、热加工性能等性能。这种方法适用于纯钨、纯钼、钨‑氧化镧合金、钨‑氧化铈合金、钨氧化钍合金等粉末冶金产品。

技术领域

本发明涉及一种制备高密度难熔金属的工艺技术，尤其涉及一种高致密度纯钨、纯钼及其合金材料的制备方法，属于粉末冶金领域。

背景技术

钨、钼及其合金，以其高熔点、高密度、良好的导热导电性能、低热膨胀系数、高温抗变形能力和较好的耐磨性等优势，使其成为高温、强辐射等使用场合的首选材料，在电子、电力、国防军工、窑炉热场加热和结构件中受到广泛应用。

但以上这些钨、钼及其合金材料的优异性能都与其致密度有很大的关系。钨、钼及其合金的致密度95％以上时，如果致密度降低1％，其热导率、电导率会下降10％，硬度、抗拉强度等力学性能指标也会随致密度的降低而显著下降。目前，高致密度的钨、钼及其合金主要是通过粉末冶金烧结后，再进行锻造、轧制等热加工来提高其致密度。这种传统工艺能使材料达到99％以上的致密度，同时也能极大的提高材料的力学性能。但其缺点是，只能生产形状单一，如棒状、板状或尺寸较小的产品。如果要求生产形状较为复杂、或中型三维尺寸的高致密度产品，则无法通过变形加工获得，或者会产生极大的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高致密度纯钨、纯钼及其合金材料的制备方法。该方法通过将钨、钼及其合金粉体进行破碎后，用不同形状的等静压模具压坯，再进行烧结，得到所需形状的高致密度烧结坯；该方法能制备大型尺寸，形状较为复杂的高密度钨、钼及其合金材料，且基本不增加成本，所述钨、钼及其合金产品的致密度在98％以上。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高致密度纯钨、纯钼及其合金材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将原料粉进行破碎处理，得到破碎后的粉料；

步骤二，将步骤一得到的所述破碎后的粉料进行成型处理，得到料坯；

步骤三，将步骤二得到的所述料坯进行烧结处理，得到所述高致密度纯钨、纯钼及其合金材料。

该制备方法通过提高烧结态坯料的密度，能够有效提高烧结态产品的硬度、抗拉强度、抗腐蚀能力、机加工性能、热加工性能等性能。这种方法适用于纯钨、纯钼、钨-氧化镧合金、钨-氧化铈合金、钨-氧化钍合金、钼-氧化镧合金、钼-氧化铈合金、钼-氧化钍合金等粉末冶金产品。

上述制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中所述原料粉为纯钨粉、纯钼粉、钨合金粉或钼合金粉；所述钨合金粉可以是钨-氧化镧合金、钨 -氧化铈合金或钨-氧化钍合金，所述钼合金粉可以是钼-氧化镧合金、钼-氧化铈合金或钼-氧化钍合金。钨合金粉和钼合金粉为市售产品或按照要求配比采用本领域常规方法进行制备，比如雾化法或机械混合法。

上述制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中所述原料粉的平均粒度为1.5～10μm(比如2μm、3μm、5μm、7μm、9μm、9.5μm)。

上述制备方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中所述破碎处理是采用气流破碎机进行破碎。采用气流破碎方法一方面能连续生产、产量高、成本低，另一方面能减少原料粉团聚现象，改善压坯压实度。