合金粉末的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，涉及一种合金的制备方法，具体来说是一种Mox-(M)-Wy合金粉末的制备方法。
【背景技术】
[0002]钨和钼是两种重要的稀有金属;钨和钼一直是制备高性能合金材料的重要的组成部分，钨和钼都是高熔点的金属，在物理、化学、机械性质上虽然有差异，但是他们的性质和用途非常接近，妈钼晶格差异小，妈为0.31585nm，后者为0.31486nm，这样在妈钼合金中的应变效应就特别小.通常钨、钼以其熔点高、强度高、耐腐蚀性能优良及热膨胀系数低而作为复合材料的基材，高强、高韧、高硬、轻质、高抗氧化性一直是高性能Mo-M-W合金材料的发展方向。而且钨钼在合金中经常同时使用，这就为开发Mo-M-W系列合金提供了应用前景。钨钼的冶炼方式一般有三种:粉末冶金法、电子束熔炼和真空电弧熔炼，由于钨和钼熔点很高(钨3410°C，钼2610°C)，所以传统工业化制备钼和钨合金过程中存在反应温度很高，流程复杂，产物不均匀、有杂质等技术问题。
[0003]Mo-Cu-W作为军工材料，不仅要求具有较高的热导系数，还要求具有高的气密性，和严格的热膨胀系数。传统的Mo-Cu-W的合金制备方法为混粉液相烧结法和熔浸法。采用混粉液相烧结法制备的Mo-Cu-W的合金难以达到较高的致密度与组织结构，通常人们通过增加成型压力和提高烧结温度来提高致密度，增加成型压力可以提高最终的致密度，但是作用有限，而且只能在一定范围内有效。提高烧结温度也可以提高最终致密度，其缺点是烧结条件苛刻，烧结过程会使晶粒尺寸变大，造成成份不均匀。而熔浸法可获得较高致密度，但是微观组织难以控制，材料性能难以保证。
[0004]钨和钼是Mo-Fe-W合金和合金钢中的重要元素，特别是高速钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢、磁钢、耐蚀合金和高温合金必不可少的合金元素。其中钨是可生成碳化物的元素，加入钢中可提高钢的韧性，碳化钨的颗粒较细，硬度较高，从而大大提高钢的硬度和耐磨度。钼能提高钢的淬透性、热强性，能防止钢的回火脆性;钼还能提高钢的剩磁和矫顽力，也能提高钢在某些介质中的耐蚀性。由于钨和钼都是高熔点的金属，而且他们的性质和用途非常接近，所以钨和钼在钨钼合金中的应变效应特别小，钨和钼在多种合金钢中均是有用元素，所以Mo-Fe-W在合金钢中有广泛的应用前景。冶炼Mo-Fe-W合金首选金属热还原法，其原因在于现有的冶炼合金技术已经很成熟，金属热还原法适合冶炼Mo-Fe-W这类高熔点金属合金，但是其缺点在于成本较高，流程复杂，操作难度较高，经济效益较低。
[0005]Mo-N1-W合金粉末制品是制造高压球隙开关用的重要材料，其工作时经受1.2?2万伏的电子冲击。要求材料具有良好的导电性耐高温，抗氧化等性能。近年来，我国有关的用户单位大都采用铜或碳化钨材料制作高压球隙开关，在使用时，这些材料表面容易烧蚀并且寿命短。为此，以钨为主要成份的Mo-N1-W合金新型制品材料，经临床试用，其寿命比上述铜或碳化钨材料高三倍。传统的Mo-N1-W合金粉末制备方法是以钼和镍分别以其化合物形式加入钨粉中，经湿混、压制和烧结最后制成Mo-N1-W合金粉末，这种方法流程复杂，压制和烧结条件苛刻，烧结温度要达到1300°C左右。
[0006]银和黄金一样，为贵金属的一种，有着独特的优良性质，被人们赋予货币和装饰双重价值，然而纯的金属银硬度低，有延展性，不容易制造成型，而且易于氧化变色，不适用于在饰品、工艺品及其餐具的加工当中，所以在制造当中会选择在一定重量组分比的银中添加一些其他成份材料，适当添加钼和钨能够提高银合金材料的耐高温性能，提高其硬度，增加其款式的设计自由度，更好的应用到饰品、工艺品等生产工艺当中。传统的掺杂方式是通过物理方法将各组分通过混合搅拌，然后经过高温熔炼，然后冷却得到银的合金。这种方法的缺点在于熔炼后组分不均匀，往往还带有其他金属杂质影响合金性能。
[0007]阳离子膜具有一定的选择透过性，可使阳极中被选择的阳离子透过离子膜到阴极室中，全氟磺酸阳离子交换膜可以让阳极室中的Na+离子透过离子膜进入阴极室，从而消去了Na+离子杂质的影响。
【发明内容】
[0008]针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种Mox-(M)_Wy合金粉末的制备方法，所述的这种Mox- (M) -Wy合金粉末的制备方法解决了现有技术中的制备Mox- (M) -Wy合金的过程中反应温度很高，产物不均匀，成本高的技术问题。
[0009]本发明提供了一种Mox-(M)_Wy合金粉末的制备方法，包括如下步骤:
[0010]1)以惰性电极或阳极可溶性金属作为阳极，以惰性电极为阴极，以含有钼酸钠和钨酸钠的混合水溶液为阳极液，以酸溶液、碱溶液或盐溶液为阴极液，在阳离子膜为隔膜的双室电解槽中，控制温度为室温至90°C，采用恒流电解或恒压电解的方式进行电解，直至Na+离子全部转移至阴极室；所述酸溶液为浓度为0.001-lmol/L的盐酸水溶液或浓度为0.001-lmol/L的硫酸水溶液;所述碱溶液为浓度为0.00 l_lmo 1/L的氢氧化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钾水溶液;所述盐溶液为浓度为0.001-lmol/L的氯化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的碳酸钠水溶液;所述阳离子膜为全氟磺酸阳离子交换膜;所述恒流电解的电流为0.08-0.8A，电流密度为1-lOOmA/cm2;所述恒压电解的电压范围10-300V;
[0011]当其中不含有Μ时，0<x<l,0<y < 1;阳极采用惰性电极，所述惰性电极为玻碳电极、石墨电极、钛电极或铂电极；
[0012]当Μ为阳极可溶性金属时，0〈x<l，0〈y < 1;以阳极可溶性金属作为阳极，所述金属Μ为Cu、Fe、N1、或者Ag阳极可溶性金属；
[0013]在所述的阳极液中，所述钨酸钠与钼酸钠以任意摩尔比混合；
[0014]2)电解完后，将阳极室得到的溶液在80_120°C下烘干，所得粉末边过滤边清洗后在80-120°C下烘干，所得粉末在氢气氛围下以2.5-10°C/min的速率升温至650-800°C进行高温还原2-4h，然后在氢气氛围下自然冷却至室温即得到Mox-(M)-Wy合金粉末。
[0015]本发明提供了一种Mox-(M)_Wy合金粉末的制备方法，包括如下步骤:
[0016]1)以惰性电极为电极，以钼酸钠和钨酸钠的混合水溶液为阳极液，以酸溶液、碱溶液或盐溶液为阴极液，在阳离子膜为隔膜的双室电解槽中，控制温度为室温至90°C，采用恒流电解或恒压电解的方式进行电解，直至Na+离子全部转移至阴极室;在所述的阳极液中，所述钨酸钠与钼酸钠以任意摩尔比混合;所述惰性电极为钛网；所述阳离子膜为Naf1n全氟磺酸212型阳离子交换膜;所述酸溶液为浓度为0.001-lmol/L的盐酸水溶液或浓度为0.001-lmol/L的硫酸水溶液;所述碱溶液为浓度为0.00 l_lmo 1/L的氢氧化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钾水溶液;所述盐溶液为浓度为0.001-lmol/L的氯化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的碳酸钠水溶液;所述恒流电解的电流为0.08-0.8A，电流密度为1-100mA/cm2;所述恒压电解的电压范围10-300V ；
[0017]2)电解完后，将得到的电解产物烘干后清洗再烘干，所得粉末在氢气氛围下以
2.5-10°C/min的速率升温至650-800°C，进行高温还原2-4h，然后在氢气氛围下自然冷却至室温即得Mox-Wy(0<x(y) < 1)合金粉末；
[0018]本发明提供了一种Mox-(M)_Wy合金粉末的制备方法，包括如下步骤:
[0019]1)以阳极可溶性金属Cu作为阳极，以惰性电极为阴极，以钼酸钠和钨酸钠的混合水溶液为阳极液，以酸溶液、碱溶液或盐溶液为阴极液，在阳离子膜为隔膜的双室电解槽中，控制温度为室温至90°C，采用恒流电解或恒压电解的方式进行电解;在所述的阳极液中，所述钨酸钠与钼酸钠以任意摩尔比混合;所述阳离子膜为Naf1n全氟磺酸212型阳离子交换膜;所述酸溶液为浓度为0.001-lmol/L的盐酸水溶液或浓度为0.001-lmol/L的硫酸水溶液;所述碱溶液为浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钾水溶液;所述盐溶液为浓度为0.001-lmol/L的氯化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的碳酸钠水溶液;所述恒流电解的0.08-0.8A，电流密度为1 -1 OOmA/cm2;所述恒压电解的电压范围 10-300V;
[0020]2)电解完后，将得到的电解产物烘干后清洗再烘干，所得粉末在氢气氛围下以
2.5-10°C/min的速率升温至650-800°C进行高温还原2-4h，然后在氢气氛围下自然冷却至室温即得Mox-Cu-Wy(0〈x(y) < 1)合金粉末。
[0021]本发明提供了一种Mox-(M)_Wy合金粉末的制备方法，包括如下步骤:
[0022]1)以阳极可溶性金属Ni作为阳极，以惰性电极为阴极，以含有去极化剂的钼酸钠和钨酸钠的混合水溶液为阳极液，以酸溶液、碱溶液或盐溶液为阴极液，在阳离子膜为隔膜的双室电解槽中，控制温度为室温至90°C，采用恒流电解或恒压电解的方式进行电解;在所述的阳极液中，所述钨酸钠与钼酸钠以任意摩尔比混合;所述的去极化剂的浓度为钼酸钠和钨酸钠浓度的1/10;所述去极化剂为可溶性氯化物、柠檬酸盐、酒石酸盐的一种或两种以上的混合物;其中可溶性氯化物为氯化铵或氯化钠等;柠檬酸盐为柠檬酸钠、柠檬酸铵或柠檬酸氢铵等;酒石酸盐为酒石酸钠、酒石酸氢钠、酒石酸铵或酒石酸氢铵等;所述阳离子膜为Naf1n全氟磺酸212型阳离子交换膜;所述酸溶液为浓度为0.001-lmol/L的盐酸水溶液或浓度为0.001-lmol/L的硫酸水溶液;所述碱溶液为浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钠水溶液或浓度为0.001-lmol/L的氢氧化钾水溶液;所述盐溶液为浓度为0.001-lmol/L的氯化钠水溶液或浓