[发明专利]一种高强度钼合金杆及其制备方法

说明书

一种高强度钼合金杆，包括以下重量百分比的原料：氢氧化镧2.0‑3.0%、氧化钇0.3‑0.7%，余量为钼粉。具体制备步骤为：将钼粉、氢氧化镧和氧化钇按照比例置于混料机中混料得合金粉末；将合金粉末装入定型胶套内加压，泄压后脱除胶套，得压坯；将压坯置于中频炉内进行真空预烧结，然后进行氢气保护烧结，烧结结束后得棒坯；利用空气锤对棒坯进行开坯，开坯后经过旋锻、退火后得钼合金杆。本发明将钼粉、氢氧化镧和氧化钇的原料混合，利用真空烧结除杂和氢气保护下烧结相结合的方式制备钼合金杆，其制备工艺简单，制备出的钼合金杆具有良好的塑形变形能力，力学性能优越。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种高强度钼合金杆及其制备方法。

背景技术

中国的钼储量、产量和消费量均居全球第一，钼本身具有高熔点，低膨胀系数，高热导率，良好的高温强度，高腐蚀抗力等一系列优异性能特点，在航空航天、电子器件、真空炉业、照明电器等领域有着广泛的应用，并成为高温结构件的首选材料。钼合金由钼基体加入其它合金元素构成，主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素等。钼合金有良好的导热、导电性和低的膨胀系数，在高温下有更高的强度，以及良好的加工性能。可用作耐高温结构部件、电子管的栅极和阳极，电光源的支撑材料，以及用于制作压铸和挤压模具，航天器的零部件等。为了获得更好的高温钼材，提高钼在高温下的再结晶温度和钼材的强度，近年来, 国内外进行了大量的高温钼合金材料的研究，其中稀土掺杂钼合金的研究与开发更引人注目。

稀土元素由于其独特的电子结构，具有高的化学活性，和氧、氢、硫等杂质元素有很强的亲和力，其氧化物具有高的熔点和热力学稳定性，是钼合金理想的添加剂。不同稀土氧化物本身的理化性能存在着差别，因此对掺杂钼合金的性能的影响效果也不一样，镧与钇是两种具有代表性的稀土掺杂元素，但由于氧化镧容易吸收空气中的水蒸气，体积发生膨胀，在高温下又发生分解，放出水蒸气使坯体内压增加，掺杂钼合金成型及烧结性能较差，因此多通过硝酸盐进行液相掺杂，通过煅烧还原制备氧化镧钼合金，工序较为复杂；氧化钇化学活性不如氧化镧，高含量的氧化钇稀土钼合金烧结性能较差，添加量受到限制。稀土强化钼合金材料已获得高度的重视，稀土复合电极材料已获得较多的研究，而稀土复合高强韧钼合金杆材报导较少。多年来，我国钼业以生产钼的初级产品为主，因此，研发具有更好性能、更高附加值的钼合金材料，对于我国钼业发展有着重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高强度钼合金杆及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种高强度钼合金杆，包括以下重量百分比的原料：氢氧化镧2.0-3.0%、氧化钇0.3-0.7%，余量为钼粉。

一种高强度钼合金杆的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤一、将钼粉、氢氧化镧和氧化钇置于混料机中混料20-28h，得合金粉末；

步骤二、将步骤一中的合金粉末装入定型胶套内，在压力为200MPa下保压20min，泄压后脱除胶套，得压坯；

步骤三、将压坯置于中频炉内在1500-1600℃温度下进行真空预烧结，然后在1850℃~1950℃下进行氢气保护烧结，烧结结束后得棒坯；

步骤四、利用空气锤对棒坯进行开坯，开坯温度为1300-1500℃，

开坯后经过旋锻、退火后得钼合金杆。

进一步优化，所述步骤三中真空预烧结时先抽真空至真空度为10-3Pa，然后开始升温，升温时分为六个阶段：400℃、800℃、1000℃、1200℃、1350℃、1500℃，1000℃以下时的升温速率为100℃/h，1000℃以上的升温速率为150℃/h，每个阶段均保温2h。