[发明专利]直径500~700mm真空热压铍材的制备方法及铍材

说明书

本发明公开了一种直径500～700mm真空热压铍材的制备方法，所述方法包括，定量称取铍粉末填装至模具中，将模具装入真空热压炉进行真空热压烧结；所述真空热压烧结采用间接加热的方式进行，首先将真空热压炉的温度升至180～220℃，经4～10h保温后；继续升温至650～750℃，经8～24h保温后；继续升温至1150～1190℃，保温6～24h；真空度不低于1×10^‑2Pa，保压压力为20～25MPa/cm²，升温速度不大于100℃/h；将制备完成的坯料从真空热压炉中取出，脱模得到直径为500～700mm的真空热压铍材。本发明制备的真空热压铍材的极限拉伸强度大于420MPa，伸长率大于4％。

技术领域

本发明属于铍粉末冶金技术领域，涉及一种直径500～700mm真空热压铍材的制备方法及铍材。

背景技术

铍具有优良的热性能、比刚度和比强度大、良好的尺寸稳定性、低的原子和中子吸收截面等特点，是国际热核聚变实验堆面向等离子体的第一层壁板首选材料。但是铍有剧毒，塑性低，加工制作困难，使它的应用大受限制。

真空热压法具有周期短、成本低、晶粒细、金属坯料性能优良等优点，因此最先得到发展，是生产铍制件以及挤压坯料和交叉轧制板坯的主要方法之一。我国于1974年采用真空热压法制取铍产品，由于模具材料性能限制，压制力低，其性能如下：密度达到1.84g/cm³，极限拉伸强度300MPa左右，伸长率1％左右。目前采用直接加热的方式，仅能稳定生产直径小于350mm的真空热压铍材，且开炉成本高，压制效率低。

为了解决真空热压铍材坯料生产效率低，成本高的问题，迫切需要开发更大规格真空热压铍材坯料的生产制备方式。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的之一，在于提供一种直径500～700mm真空热压铍材的制备方法，该方法具有压制力高、压制产品直径大、压制效率高、压制成本低、铍材坯料性能高等优点。

本发明目的之二，在于提供一种直径500～700mm真空热压铍材。

为了达到上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种直径500～700mm真空热压铍材的制备方法，所述制备方法包括：

步骤一，铍粉末制备，采用气流冲击的方式制备铍粉末；

步骤二，真空热压烧结，定量称取所述铍粉末填装至模具中，将模具装入真空热压炉进行真空热压烧结，得到坯料；

所述真空热压烧结采用间接加热的方式进行，具体工艺条件为：

首先将真空热压炉的温度升至180～220℃，经4～10h保温后；继续升温至650～750℃，经8～24h保温后；继续升温至1150～1190℃，保温6～24h；

所述真空热压烧结的过程中的真空度不低于1×10^-2Pa，保压压力为20～25MPa/cm²，升温速度不大于100℃/h；

第一阶段的180～220℃保温目的是为了脱除铍粉末表面附着的水分，该温度有利于水分的挥发，又不会造成铍粉末的氧化；第二阶段的650～750℃是铍粉末的一个放气点，目的是为了脱去该温度点下铍粉末放出的氮气、氢气、氧气等气体；第三阶段的1150～1190℃下铍粉末完全软化，流动性好，在20～25MPa/cm²的压力作用下铍粉末填充空隙形成铍材坯料，从而提高材料致密度，密度接近理论密度1.84g/cm³，且能够保证该尺寸铍材的力学性能和延展性。

步骤三，脱模，将步骤二制备完成的所述坯料从真空热压炉中取出，冷却至室温，将模具打开，脱模得到直径为500～700mm的真空热压铍材。

进一步地，所述步骤二中，将所述铍粉末填装至模具的具体过程如下，