专利名称：Mo－La－Ce稀土钼合金丝材及其制备方法
技术领域：
Mo-La-Ce稀土钼合金丝材及其制备方法，涉及一种用于特种灯泡及电光源器件中的零部件、金属加工切割丝和窑炉中加热丝的钼合金丝材及其制备方法。
背景技术：
由于难熔金属钼具有较高的高温强度、良好的导电导热性、较低的膨胀系数和易加工性，因而在汽车卤钨灯、高压钠灯、照明卤钨灯等特种灯泡及电光源器件中广泛使用钼丝材来制造它们所需的灯泡挂钩、绕灯丝用芯线、导杆、引出线及塑性支架等零部件，在金属加工行业中被广泛用作线切割钼丝，在窑炉行业中用作氢气炉用加热丝。但是在具有高温性能要求的零件中，如高温灯支架丝、高温电炉(在气体保护或真空下)发热体的元件都需要钼丝具有较好的高温使用性能，纯钼丝的再结晶温度只有1000～1200℃，因而往往出现脆性和断裂，其高温强度也低且易变形，远远不能满足上述行业的使用要求。这是因为此时其再结晶晶粒长大且在再结晶后形成等轴的晶粒结构所致。在金属加工行业中，需要线切割钼丝具有高强度、高耐磨性、低塑性、使用寿命长等性能，相比之下纯钼丝的强度低、耐磨性差、塑性偏高、使用寿命短，不能满足机械行业用户的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工性能好、抗拉强度高、再结晶温度高、耐磨性能强、工艺简单、不易弯曲脆断、成品率高、材料一致性好、使用寿命长的Mo-La2O3-CeO2稀土钼合金丝材的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
Mo-La-Ce稀土钼合金丝材，其特征在于该钼合金丝材中含有占合金重量百分比为0.4％～1.0％La2O3和CeO2，且La2O3∶CeO2的重量比为4∶1。
Mo-La-Ce稀土钼合金丝材的制备方法，其特征在于其制备过程依次为a.以二钼酸铵为原料加氢气进行一次还原得到二氧化钼；b.取La2O3、CeO2两种稀土氧化物，用浓硝酸进行溶解制成La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液；
c.将二氧化钼和La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液在真空下进行均匀掺杂后，进行真空烘干；d.将掺杂烘干后的二氧化钼粉，进行二次氢气还原制成Mo-La-Ce掺杂钼粉；再进行冷等静压压制Mo-La-Y稀土掺杂钼棒坯；先在1150-1350℃温度下预烧结1小时；再在1850℃-1950℃温度下烧结6小时，得到掺杂钼棒；e.将掺杂钼棒先在1450-1650℃温度下进行一道轧制，再在1350℃-1450℃温度下进行二道轧制开坯制成钼杆，再经大盘拉拔成杂钼丝；再在1250℃-1350℃温度下退火后，进行中盘拉拔，得到Mo-La-Ce稀土掺杂钼丝。
本发明的Mo-La-Ce稀土掺杂钼丝，其中含有La2O3和CeO2两种稀土氧化物，和纯钼相比较，产品的高温性能好，再结晶温度高，比纯钼提高了400～600℃以上，具有高强度、高耐磨性、低塑性、使用寿命长等优良性能，在机械加工行业中具有广泛的应用。
制备方法与传统的粉末冶金生产工艺不同，是将二氧化钼La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液进行真空干燥液—固掺杂，而后进行二次还原制取二元稀土掺杂钼粉，再经压制、烧结、压力加工等工序，制备出规格为0.5～0.8mmMo-La-Ce稀土掺杂钼丝。本发明的原料原料廉价、易得，所制备的钼丝抗拉强度高、耐磨性能强、工艺简单、不易弯曲脆断、成品率高、一致性好、使用寿命长。
本发明的方法，原料廉价易得。钼源为二钼酸铵，使用的添加剂La2O3、CeO2价格低廉，对操作人员的身体没有伤害；生产工艺易于控制，操作简便、安全、可靠，在设备上无需大的投入和改造，适于大规模生产；采用液—固掺杂方法，和固—固掺杂方法相比较，所添加的合金元素在材料中的分布均匀，产品一致性好；采用的压力加工工艺是Y370、Y250两道轧制开坯，和旋锻开坯工艺相比较，产品的损耗低，纤维组织明显。
附图为本发明的方法的工艺流程示意图。
具体实施例方式
Mo-La-Ce稀土钼合金丝材，该钼合金丝材中含有重量百分比为0.4％～1.0％La2O3和CeO2，且La2O3∶CeO2的重量比为4∶1。其制备过程依次为a.以二钼酸铵为原料加氢气进行一次还原得到二氧化钼；b.取La2O3、CeO2两种稀土氧化物，用浓硝酸进行溶解制成La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液；c.将二氧化钼和La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液在真空下进行均匀掺杂后，进行真空烘干；d.将掺杂烘干后的二氧化钼粉，进行二次氢气还原制成Mo-La-Ce掺杂钼粉；再进行冷等静压压制Mo-La-Y稀土掺杂钼棒坯；先在1150℃-1350℃温度下预烧结1小时，再在1850℃-1950℃温度下烧结6小时，得到掺杂钼棒；e.将掺杂钼棒先在1450℃-1650℃温度下进行一道轧制，再在1350℃-1450℃温度下进行二道轧制开坯制成钼杆，再经大盘拉拔成杂钼丝；再在1250℃-1350℃温度下退火后，进行中盘拉拔，得到Mo-La-Ce稀土掺杂钼丝。
实施例1制备过程是以二钼酸铵为原料加氢气进行一次还原得到二氧化钼；按照列表1的合金设计成分的重量百分比，分别称取两种稀土氧化物并用浓硝酸进行溶解备用；将二氧化钼和La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液在双锥真空干燥掺杂锅中进行掺杂，其中空气压缩泵的压力为0.2MPa，掺杂锅的烘干温度为70℃，掺杂锅内部的真空度需要控制在0.06MPa以上；将二氧化钼在四管高温马弗炉中进行二次氢气还原，氢气流量为2.2M3/H，装舟量为1.0kg/舟，推舟速度为4舟/60min；将Mo-La-Ce掺杂钼粉进行冷等静压压制成，得到48mmMo-La-Y稀土掺杂钼棒，冷等静压的压制压力为175MPa，保压时间为10min，一次卸压时间为45s，二次卸压时间为5s；并进行1250℃马弗炉预烧结1小时和1950℃6小时中频高温烧结得到48mmMo-La-Ce烧结掺杂钼棒；将48mmMo-La-Ce烧结掺杂钼棒进行1650℃Y370轧机和1250℃Y250Kocos轧机轧制开坯，分别得到14.5mm和6.0mm轧制钼杆；将6.0mmMo-La-Ce稀土掺杂钼杆进行R1800、R1500、R1200、R1000大盘拉拔得到1.75mmMo-La-Ce稀土掺杂钼丝；将1.75mmMo-La-Ce稀土掺杂钼丝进行高温退火，退火温度为1250℃，保温时间为30min；消除内应力后进行中盘拉拔，得到0.5～0.8mmMo-La-Ce稀土掺杂钼丝。
表1 Mo-La-Ce稀土钼合金丝材的成分及指标
表2 3.17mmMo-La-Ce掺杂钼丝的力学性能
表3 2.0mmMo-La-Ce掺杂钼丝的力学性能
表4 1.75mmMo-La-Ce掺杂钼丝退火后的力学性能
表5 0.90mmMo-La-Ce掺杂钼丝的力学性能
表6 0.70mmMo-La-Ce掺杂钼丝的力学性能
表7 0.70mmMo-La-Ce掺杂钼丝中温退火后(1500℃×3h)的力学性能
表8 0.70mmMo-La-Ce掺杂钼丝中温退火后(1840℃×6h)的力学性能
权利要求
1.Mo-La-Ce稀土钼合金丝材，其特征在于该钼合金丝材中含有占合金的重量百分比为0.4％～1.0％La2O3和CeO2，且La2O3∶CeO2的重量比为4∶1。
2.Mo-La-Ce稀土钼合金丝材的制备方法，其特征在于其制备过程依次为a.以二钼酸铵为原料加氢气进行一次还原得到二氧化钼；b.取La2O3、CeO2两种稀土氧化物，用浓硝酸进行溶解制成La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液；c.将二氧化钼和La(NO3)3、Ce(NO3)4溶液在真空下进行均匀掺杂后，进行真空烘干；d.将掺杂烘干后的二氧化钼粉，进行二次氢气还原制成Mo-La-Ce掺杂钼粉；再进行冷等静压压制Mo-La-Y稀土掺杂钼棒坯；先再1150℃-1350℃温度下，烧结1小时；再在1850℃-1950℃温度下烧结6小时，得到掺杂钼棒；e.将掺杂钼棒先在1450℃-1650℃温度下进行一道轧制，再在1250℃-1350℃温度下进行二道轧制开坯制成钼杆，再经大盘拉拔成杂钼丝；再在1200℃-1300℃温度下退火后，进行中盘拉拔，得到Mo-La-Ce稀土掺杂钼丝。
全文摘要
本发明涉及一种Mo－La－Ce稀土钼合金丝材及其制备方法。其特征在于该钼合金丝材中含有重量百分比为0.4％～1.0％La
文档编号B21B37/74GK1876874SQ20061009870
公开日2006年12月13日 申请日期2006年7月6日 优先权日2006年7月6日
发明者李大成, 卜春阳, 张相一 申请人:金堆城钼业集团有限公司