[发明专利]烧结钼部件

说明书

本发明涉及一种粉末冶金烧结钼部件，其以固体形式存在，并且具有以下组成：钼含量≥99.93wt％，硼含量“B”≥3ppmw，碳含量“C”≥3ppmw，其中碳和硼的总含量“B+C”在15ppmw≤“B+C”≤50ppmw的范围内，氧含量“O”在3ppmw≤“O”≤20ppmw的范围内，最大钨含量≤330ppmw，并且其他杂质的最大含量≤300ppmw。本发明还涉及一种用于生产这种烧结钼部件的粉末冶金方法。

技术领域

本发明涉及一种以固体存在的粉末冶金烧结钼部件，并且还涉及一种用于生产这种烧结钼部件的方法。

背景技术

由于钼的高熔点、低热膨胀系数和高热导率，其适合各种高性能应用，例如作为用于玻璃熔融电极的材料，用于高温炉的炉构件的材料，用于散热器的材料以及用于X射线阳极的材料。一种经常采用的及工业规模的用于生产钼和钼基材料的方法是粉末冶金生产路线，其中将适当的起始粉末压制并随后烧结，在多种粉末的情况下，压制步骤通常在混合粉末之前进行。与熔融冶金所生产的钼相比，粉末冶金所生产(以下称为“粉末冶金”)的钼的特征在于，由于比较低的烧结温度(烧结温度≈0.8*熔点)，显微结构更细粒化且更均匀。在液相中不会发生分层，并且粉末冶金生产路线允许生产更多种类的预制件(从几何观点来看)。

一个挑战是，具有体心立方晶体结构的钼在约为室温或高于室温(例如在100℃)下，具有从延展性到脆性行为的转变，这取决于工作状态，并且在低于该转变温度下非常脆。此外，未变形的钼和重结晶的钼特别是在弯曲和拉伸应力方面具有相对低的强度，因此同样限制了使用范围(这些性能甚至在常规钼的情况下也可以通过成形——例如轧制或锻造——来改进，但随着重结晶的增加，它们再次变差)。最后，钼不能被焊接，这需要复杂的连接方法(铆接、压接等)，或者为了改进焊接性能，需要向Mo基材中添加合金元素(例如铼或锆)，或使用焊接添加剂材料(例如铼)。

美国专利US3,753,703A描述了一种钼-硼合金的粉末冶金生产方法，其中将硼化钼作为硼源，并可选地将另外的金属添加剂，诸如钨(W)、铪(Hf)或锆(Zr)，添加起始钼粉末中。由美国专利US4,430,296A以及美国专利申请US 2017/0044646 A1已知具有添加剂的另外的钼合金，美国专利US 4,430,296A教导了以组合形式添加钒(V)、硼(B)和碳(C)，美国专利申请US 2017/0044646 A1教导了尤其是以组合形式的钒(V)、碳(C)、铌(Nb)、钛(Ti)、硼(B)、钨(W)、钽(Ta)、铪(Hf)和钌(Ru)的特定比例。在H.Lutz等人于J.Less-Common Metals,16(1968),249-264上的技术论文“Versuche zur Desoxidation vonmitKohlenstoff,Sor und Silizium(通过碳、硼和硅对烧结钼进行还原的实验)”中，在每种情况下，将添加有碳(C)、硼(B)和硅(Si)的烧结钼进行了检查。

尽管这种额外的合金元素的添加，以及上述焊接添加剂材料的使用可以根据所添加的添加剂(元素/化合物)而增加延展性、增加强度和/或改进可焊性，但是根据应用，添加剂的添加与缺点相关。由于尤其是来自于Mo材料的碳与玻璃熔体中的氧反应，形成二氧化碳(CO₂)和一氧化碳(CO)，因此，在玻璃熔融构件中(例如在玻璃熔融电极中)，碳含量的增加会导致在玻璃熔融构件表面上形成不期望的气泡。当使用焊接添加剂材料时，与Mo基材相比，在焊接区的区域中可发生熔点、热膨胀系数和/或热导率的变化。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种钼基材料，其具有高强度和良好的可焊性二者，并可普遍地用于各种应用中。

该目的是通过根据权利要求1的粉末冶金生产的(下文中称为“粉末冶金”)以固体存在的烧结钼部件，并且还通过根据权利要求14的用于生产烧结钼部件的方法来实现的。本发明的有利实施方式在从属权利要求中指出。

本发明提供了一种粉末冶金烧结钼部件，其以固体存在，并具有以下组成：

a.钼含量≥99.93wt％，