一种高强度钼合金板材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5?2％的Mo5Si3/Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相，基板上使用激光熔覆工艺一层合金粉末。该方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
【专利说明】
一种高强度钼合金板材的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及合金材料制造领域，具体涉及一种高强度钼合金板材的制备方法。
【背景技术】
[0002]硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境
钼及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点，被广泛应用于高温加热、玻璃熔炼、高温结构支撑件等高温领域。目前，应用于高温领域的系列主要有TZM板、Mo-La掺杂板材、Mo-Re板及ASK掺杂板材。其中，用于高温烧结舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La掺杂板材。尽管它们都具有良好的高温性能，但目前仍然存在着不足之处。如TZM板的低温韧性不足，塑性成形困难;Mo-Re板材尽管性能优异，但由于Re是稀缺金属，价格昂贵，加工成本难以控制;Mo-La掺杂板材室温性能良好，但高温时具有热脆性，强度和塑性会同时降低，使其使用寿命受到影响，从而提高生产成本。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种高强度钼合金板材的制备方法，该方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成:0.5-2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量为平均粒径<8μπι的纯钼粉基体相；
该方法包括如下步骤:
(1)将Mo5Si3/Y2O3,球磨至平均粒径为100-300nm;
(2)按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径<8μπι的纯钼粉与第一步所制备的Mo5Si3/ Y2O3混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯；
(3)将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850°C-2050°C，保温5-10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯；
(4)将得到的烧结坯由室温加热至1350°C-1500°C热乳，道次变形量为20%_35%，总变形量大于80 %时，完成乳制的到基板；
(5)按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1%彡Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米；
(6)使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤(5)中的金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层；
(7)使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤(6)中制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
[0005]优选的，步骤(6)中的熔覆工艺是指:依次设置激光功率500-1000W，光斑直径1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5_15g/min，保护氩气流量10_20L/min。
[0006]优选的，步骤(7)中的重熔工艺是指:依次设置激光功率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/min。
[0007]依据上述方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
【具体实施方式】
[0008]实施例一
本实施例的高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成:0.5%的Mo5Si3/ Y2O3 ；余量为平均粒径<8μπι的纯钼粉基体相。
[0009]将Mo5Si3/Υ2Ο3，球磨至平均粒径为 100-300nm。
[0010]按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径<8μπι的纯钼粉与第一步所制备的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板还。
[0011 ]将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850°C，保温5小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯。
[0012]将得到的烧结坯由室温加热至1350°C热乳，道次变形量为20 %，总变形量大于80%时，完成乳制的到基板。
[0013]按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:Zr 10%,Ni 2%,Si 1%,B 1%、C2%，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米
使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层。
[0014]使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
[0015]熔覆工艺是指:依次设置激光功率500W，光斑直径1mm，搭接率0.3，扫描速度500mm/min，同步送粉量为5g/min，保护氩气流量10L/min。
[0016]重熔工艺是指:依次设置激光功率500W，光斑1mm，搭接率0.3，扫描速度100mm/min，保护氩气流量10L/min。
[0017]实施例二
本实施例的高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成:2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量为平均粒径<8μπι的纯钼粉基体相。
[0018]将Mo5Si3/Υ2Ο3，球磨至平均粒径为 100-300nm。
[0019]按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径<8μπι的纯钼粉与第一步所制备的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板还。
[0020]将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至20500C，保温1小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯。
[0021 ]将得到的烧结坯由室温加热至1500 0C热乳，道次变形量为35 %，总变形量大于80%时，完成乳制的到基板。
[0022]按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:Zr 15%,Ni 8%,Si 2%,B 5%,C6%，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米
使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层。
[0023]使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
[0024]熔覆工艺是指:依次设置激光功率1000W，光斑直径2mm，搭接率0.5，扫描速度1000mm/min，同步送粉量为15g/min，保护氩气流量20L/min。
[0025]重熔工艺是指:依次设置激光功率2000W，光斑2mm，搭接率0.5，扫描速度2000mm/min，保护氩气流量20L/min。
[0026]对实施例1-2的产品进行的测试，测试结果显示:产品的室温抗拉强度大于895MPa，室温抗弯强度大于1445MPa，1000°C时的抗拉强度大于545MPa。
【主权项】
1.一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成:0.5-2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量为平均粒径<8μπι的纯钼粉基体相； 该方法包括如下步骤: (D)ItMo5Si3/ Υ2Ο3，球磨至平均粒径为 100-300nm; (2)按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径<8μπι的纯钼粉与第一步所制备的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板还； (3)将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850°C-2050°C，保温5-10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯； (4)将得到的烧结坯由室温加热至13500C-1500V热乳，道次变形量为20 % -35 %，总变形量大于80 %时，完成乳制的到基板； (5)按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1%彡Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米； (6)使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤(5)中的金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层； (7)使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤(6)中制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中的熔覆工艺是指:依次设置激光功率500-1000W，光斑直径l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5-15g/min，保护氩气流量 10_20L/min。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)中的重熔工艺是指:依次设置激光功率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/mino
【文档编号】C22C1/05GK105925864SQ201610387200
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】不公告发明人
【申请人】苏州思创源博电子科技有限公司