专利名称：一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法,属于Mo-Re合金加工技术领域。
背景技术：
钥不但具有优良的导热、导电、耐蚀、低膨胀系数、低蒸汽压等性能，而且具有高硬度、高强度的性能。因而钥在电子工业、玻璃制造业等领域具有非常广阔的用途。然而钥的塑-脆转变是影响其应用的一个很重要因素。铼添加到钥中后，提高了钥的塑性的同时也提高了钥的强度，并且大幅度地降低了塑脆转变温度，从而使得Mo-Re合金具有很好的低温性能；同时铼又可以提高钥合金的再结晶温度，使钥合金具有优异的高温性能；铼的加入还减弱了钥的各向异性，提高了钥合金加工性能、理化特性和热电特性等等，这被称为“铼效应(rhenium effect)”。这种综合性能的提高,大大地扩展了钥合金在航空航天、加热设备、电子技术、核工业等众多高科技领域上的应用。如=Mo-Re合金可用做高速旋转的X光管靶材、微波通讯的长寿命栅板、空间反应堆堆芯加热管、高温炉发热体、高温热电偶等。另夕卜，Mo-41%Re可作航空航天中的结构材料，Mo-50%Re作高温结构材料。钥铼合金一般 采用粉末冶金法制备。据查相关文献，目前市场上有的钥铼箔材厚度一般为这些箔材被用来制成阴极、栅极、屏蔽筒等电子元件，广泛用于雷达设施等军用及民用领域。随着航空航天、电子电工、军工国防等区域的发展，电真空器件对阴极发射材料的要求也越来越高。为了提高阴极的发射性能，就必须将箔材的厚度降低。但是，当箔材的厚度进一步减小时，特别是当箔材的厚度小于10 i! m时，再进行加工是很困难的，因为这时箔材容易起皱,表面质量不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度、高精度、表面质量好的超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，该超薄Mo-Re合金箔材的厚度为3飞u m,可用于航空航天设备中大功率微波管和行波管等真空器件。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，包括以下步骤:步骤一:Mo_Re合金锭的开还加工将致密度为90、5%的Mo-Re合金锭切割成坯条后除去表面杂质和油污，然后将坯条进行真空退火，退火后冷轧，得到合金板坯；所述退火的条件为:绝对真空度
<3Xl(T3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；所述冷轧包括横向轧制和纵向轧制，先进行总变形量为8(T85%的横向冷轧，再进行总变形量为10 30%的纵向冷轧，每道次冷轧的变形量为8 10% ;所述Mo-Re合金中Re的质量百分含量为 43.5 47.5% ；步骤二:合金板坯的粗加工将步骤一获得的合金板坯清洗干净后放入钥盒中，真空退火后进行总变形量为40^60%的多道次冷轧，冷轧后真空退火，得到合金板粗坯；所述真空退火的条件为:绝对真空度< 3Xl(T3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；每道次冷轧的变形量为8 10% ；步骤三:合金板坯的加工将步骤二获得的合金板粗坯进行多道次冷轧，直至得到0.r0.15mm厚的第一合金箔材，当冷轧累积变形量达到5(T70%时，进行一次真空退火，所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉，绝对真空度< 3X10_3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；每道次冷轧的变形量为8 10% ；步骤四:合金箔材的精加工将步骤三制备的第一合金箔材进行多道次冷轧，直至得到0.02、.025mm厚的第二合金箔材，当冷轧累积变形量达到40飞0%时，进行一次真空退火，所述冷轧是在20辊轧机上带张力轧制，每道次冷轧的变形量为5 8%，；所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉、绝对真空度< 3Xl(T4Pa、退火温度为135(Tl600°C、退火时间为4(T60min、冷却方式为随炉冷却至室温；步骤五:厚度为3、U m的合金箔的制备将步骤四制备的第二合金箔材进行多道次冷轧，直至得到厚度为3飞Pm的合金箔材，将所述合金箔材真空退火得到成品；在冷轧过程中，当冷轧累积变形量达到40飞0%时，进行一次真空退火；所述冷轧是在30辊轧机上带张力轧制，每道次冷轧的变形量为5 8%，;所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉、绝对真空度< 3X 10_4Pa、退火温度为135(Tl600°C、退火时间为4(T60min、冷却方式为随炉冷却至室温。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，步骤一中，去除坯条表面的杂质和油污是将坯条置于清洗剂中清洗2(T40s后，用清水漂洗3次，烘干，得到表面干净的坯条，所述清洗剂是由体积百分浓 度为25 30%的硝酸与体积百分浓度为5 10%的氢氟酸以及水按体积比为3:3:5组成的。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，步骤二、三、四、五中，真空退火前，将冷轧后残留在材料表面的油污和杂质除去，油污和杂质除去的方法是先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油清洗合金表面的润滑油和杂质，再用无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金表面残留的脏四氯化碳和汽油。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，步骤一中，所述冷轧是在二辊轧机上进行的；步骤二中，所述冷轧是在工作辊直径为150mm的四辊万能轧机上进行的；步骤三中，所述冷轧是在工作辊直径为75mm的四辊万能轧机上进行的；步骤四中，所述20辊轧机的工作辊直径为10mm、工作带长度130mm、工作辊凸度0.03mm, 20辊轧机轧制时，前张力为35 27kg/mm2、后张力为30 20kg/mm2 ;步骤五中，所述30棍轧机的工作棍直径为2mm、工作带长度130mm、工作棍凸度0.02mm, 30棍轧机轧制时，前张力为20 10kg/mm2、后张力为15 9.5kg/mm2。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法,步骤一中，所述Mo-Re合金锭是通过下述方案制备的:按合金组成成分Re:43.5 47.5wt%,余量为Mo ;分别称取纯度彡99.99%、平均粒度为5 10 ii m的Mo粉与纯度彡99.99%、平均粒度〈5 y m的Re粉，将Mo粉、Re粉与无水乙醇混合均匀真空干燥后压制成型，在H2的保护环境中烧结，烧结温度为100(Tl20(rC，保温时间120~240min，随炉冷却至室温后，对烧结坯进行复压，复压后真空烧结，得到Mo-Re合金锭，合金坯锭的致密度为90、5% ;真空烧结的真空度< lX10_4Pa，真空烧结的温度为2000 2400℃:，保温时间 600 720min。 本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，Mo-Re合金锭制备过程中，Mo粉、Re粉、无水乙醇通过高能球磨混合均匀；混合粉末真空干燥的条件为:绝对真空度
<lX10_4Pa，温度为70(T75(TC ;混合粉末通过等静压压制成型，压制压力为200~240MPa，保压时间为l0~15min ;烧结坯的复压方式为等静压，复压的压力为600~640MPa，复压保压时间为l0~15min 。本发明一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，高能球磨工艺的条件为:球磨转速150~240rpm、球磨时间20 30h、球磨气氛为氩气；球料质量比为6 13:1，所述料是由Mo粉、Re粉与无水乙醇组成的，其中粉末的总质量与无水乙醇的质量比为2 3:1 ;磨球的材质为硬质合金，磨球的规格为Φ14~16mm。本发明所制备的Mo-Re合金箔材中Re的质量百分数为43.5~47.5%，合金箔材的厚度为:3~5 μ m、弹性系数340 350GPa、1200 °C时的抗拉强度22(T260MPa、显微硬度420 450HV、表面粗糙度(Rmax) 0.02 0.05 u m本发明具有以下优点:本发明主要是通过严格的退火和冷轧工艺来控制箔材的组织和性能，首先通过控制合理的冷轧变形量获得有利的织构(a纤维织构)，当变形量过大时，材料中会形成剪切带组织，这种组织的形成会导致材料中的Y纤维织构增强，这种组织继续变形容易在材料中形成微裂纹，这种织构的晶粒中的组织特点是均匀组织，有利于轧制变形；通过选择合理的退火温度(初始再结晶的温度)可以使这种有利的织构组分得到进一步加强，这是因为a织构的组织均匀，在退火过程中优先发生回复，而Y织构的组织变形不均匀，变形储能更大，退火过程中优先发生再结晶。这样就有利于控制箔材的表面质量。由于箔材的厚度小于0.1mm时，极易吸附氧等，使箔材之间发生粘结和氧化，因此，当绝对真空度控制在
<3X 10_4Pa，箔材的表面就不会发生粘结和氧化。本发明制备工艺简单、成本低廉，制备出的高强度、高精度和高表面质量的3~5μm厚的Mo-Re合金箔材与目前市场上现有的钥铼箔材以及纯Ta箔材相比，本发明的箔材厚度更薄，箔材中的组织更均匀，表面质量更好，具有更高的室温强度和高温强度，使用的可靠性和寿命更高，被制作成大功率高效微波管和行波管的阴极发射材料后，在高温下不易脆化，受到振动和冲击后不发生开裂，满足它们的苛刻使用条件。本发明在实现大功率高性能微波管国产化以及提高微波管的使用性能和使用寿命方面具有重要意义。另外，本发明制备出的Mo-Re合金箔材还可应用于航空航天、电子电工、核技术、微波通讯等领域。
附图1:为本发明的工艺路线；附图2:为本发明实施例1制备的合金箔材的显微硬度曲线；附图3:为本发明实施例3制备的合金箔材实物图；附图4:本发明实施例1制备的合金箔材的织构ODF分析图。从图2中可以看出，该合金的室温显微硬度达到了 425HV。
从图3中可以看出，箔材的表面光亮，质量好。从图4中可以看出，箔材中形成了较强的a纤维织构。
具体实施例方式样品弹性系数是按照国标GB228-2002在美国8820液压伺服动态试验机上测试的。高温强度是在按国标GB/T4338-2006在CMT5000GL高温拉伸试验机上进行的。显微硬度是采用压痕法在HVA-10A型小负荷维氏硬度计上测试的。箔材表面质量采用金属板材表面质量检测系统测试。实施例1:本实施例制备的一种电真空用Mo-Re合金箔材，合金成分为:Re:44.0wt%，余量为
Mo。
以纯度彡99.99%，平均粒度为5 10 Um的Mo粉与纯度彡99.99%，平均粒度〈5 Um的Re粉为原料，将Mo粉和Re粉在高能球磨机中湿磨混合，介质为无水乙醇，球磨转速为180rpm、球磨时间为20h、球磨气氛为Il气；球料质量比=8:1,料中粉末总质量与无水乙醇的质量比2:1 ;磨球的材质为硬质合金，磨球的规格为O 14mm ;将混合后的合金粉放入真空干燥箱进行干燥，混合粉末真空干燥的条件为:绝对真空度< 1\10->&，温度为7001:，然后将合金粉末等静压成型，压力为200MPa，保压lOmin，接着在H2的保护环境中进行一次烧结，烧结温度在1000°C，烧结时间为240min ;将一次烧结坯600MPa等静压，保压IOmin后在绝对真空度< lX10_4Pa的环境中进行二次烧结，烧结温度为2000°C，烧结时间为600min，制备出了冶金化结合的致密度达95%的Mo-Re合金坯锭。将Mo-Re烧结坯条经电梳锯切割成厚度为12mm的坯条后，用由体积百分浓度为25^30%的硝酸与体积百分浓度为5 10%的氢氟酸以及水按体积比为3:3:5组成的清洗液对烧结坯进行酸洗2(T40s，然后用清水漂洗，烘干，以清除表面杂质及油污等。将酸洗后的坯料在真空炉中进行退火，真空炉的绝对真空度< 3X10_3Pa，退火工艺为1350°C温度下保温80min，随炉冷却。然后将坯锭在二辊轧机上进行横向轧制，将板坯由12mm冷轧至2mm，然后再纵向轧制，由2_冷轧至1.8_。为了让变形均匀，道次变形量控制在8 10%之间。将冷轧获得的1.8mm板材先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金板材表面的润滑油和杂质，再用由无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金板材表面残留的脏四氯化碳和汽油，然后将板坯放入钥盒中装炉真空退火，退火温度为1350°C，退火时间为60min，同样真空退火炉的绝对真空度需要< 3X 10_3Pa。经真空炉退火后，将1.8mm的样品板材在四辊万能轧机上进行冷轧(工作辊直径为150mm)，轧制至0.64mm，道次变形量同样控制在8 10%之间。0.64mm厚的板材真空退火后在四辊万能轧机(工作辊直径为75mm)上冷轧加工，中间辅以真空退火，直至得到0.1mm厚的合金箔材；轧制的条件为:两次退火间总的变形量控制在5(T60%左右，道次变形量控制在8 10% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，退火温度为1350°C，退火时间为60min，绝对真空度< 3X 10_3Pa，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用由无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。0.1mm厚的合金箔材真空退火后在20辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至得到0.02mm厚的箔材；轧制的条件为:工作辊直径为10mm，工作带长度130mm，工作辊凸度0.03mm, 20棍轧机带张力轧制时,前张力为27kg/mm2、后张力为20kg/mm2,两次退火间箔材的总变形量控制在40飞0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，绝对真空度控制在< 3X10_4Pa，退火温度为1350°C，退火时间为40min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。0.02mm厚的合金箔材真空退火后在30辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至获得了 3 iim的高精度Mo-Re合金箔材，3 iim厚的箔材真空退火后得到成品；轧制的条件为:工作辊直径为2mm，工作带长度130mm，工作辊凸度0.02mm, 30辊轧机带张力轧制时，前张力为15kg/mm2、后张力为9.5kg/mm2,两次退火间箔材的总变形量控制在40、0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，绝对真空度控制在
<3X10_4Pa，退火温度为1350°C，退火时间为40min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用由无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油；成品的性能为:弹性系数350GPa、1200°C时的抗拉强度220MPa、显微硬度423HV、表面粗糙度(Rmax) 0.02 u m。实施例2:本实施例制备的一种电真空用Mo-Re合金箔材，合金成分为:Re:45.0wt%，余量为Mo。以纯度≥99.99%，平均粒度为5 IOum的Mo粉与纯度彡99.99%，平均粒度〈5 ii m的Re粉为原料,将Mo粉和Re粉在高能球磨机中湿磨混合,介质为无水乙醇，球磨转速为200rpm、球磨时间为25h、球磨气氛为气；球料质量比=10:1,料中粉末总质量与无水乙醇的质量比为2.5:1 ;磨球的材质为硬质合金，磨球的规格为O 15mm ;将混合后的合金粉放入真空干燥箱进行干燥，混合粉末真空干燥的条件为:绝对真空度< I X10_4Pa，温度为725°C，然后将合金粉末等静压成型，压力为220MPa，保压12min，接着在H2的保护环境中进行一次烧结，烧结温度在1100°C，烧结时间为180min ;将一次烧结坯620MPa等静压，保压12min，然后在绝对真空度< lX10_4Pa的环境中进行二次烧结，烧结温度为2200°C，烧结时间为680min，制备出了冶金化结合的致密度为92%的Mo-Re合金坯锭。将Mo-Re烧结坯条经电梳锯切割成厚度为12mm的坯条后，用由体积百分浓度为25 30%的硝酸与体积百分浓度为5 10%的氢氟酸以及水按体积比为3:3:5组成的清洗液对烧结坯进行酸洗2(T40s，然后用清水漂洗，烘干，以清除表面杂质及油污等。将酸洗后的坯料在真空炉中进行退火，真空炉的绝对真空度需要保持在< 3X10_3Pa，退火工艺为1500°C温度下保温80min，随炉冷却。然后将坯锭在二辊轧机上进行横向轧制，将板坯由12mm冷轧至2mm，然后再纵向轧制，由2mm冷轧至1.6mm。为了让变形均匀，道次变形量控制在8 10%之间。将冷轧获得的1.6mm板材先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金板材表面的润滑油和杂质，再用由无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金板材表面残留的脏四氯化碳和汽油，然后将板坯放入钥盒中装炉真空退火，退火温度为1500°C，退火时间为60min，同样真空退火炉的绝对真空度需要保持在< 3X 10_3Pa，经真空炉退火后，将
1.6mm的样品板材在四棍万能轧机上进行冷轧(工作棍直径为150mm),轧制至0.8mm,道次变形量同样控制在8 10%之间。0.8mm厚的板材真空退火后在四辊万能轧机(工作辊直径为75mm)上冷轧加工，中间辅以真空退火，直至得到0.12mm厚的合金箔材，轧制的条件为:两次退火间总的变形量控制在6(T70%左右，道次变形量控制在8 10%，真空退火的条件为:退火温度为1500°C，退火时间为60min，退火时绝对真空度<3X10_3Pa，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。0.12mm厚的箔材真空退火后在20辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至得到20 u m厚的合金箔材，轧制的条件为:工作辊直径为10mm，工作带长度130mm，工作辊凸度0.03mm, 20棍轧机带张力轧制时,前张力为30kg/mm2、后张力为25kg/mm2 ;两次退火间箔材的总变形量控制在40飞0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:退火在真空钥片炉中进行，绝对真空度< 3X10_4Pa，退火温度为1500°C，退火时间为50min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。20um厚的箔材真空退火后在30辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至获得了 5 ii m的高精度Mo-Re合金箔材；5 y m的箔材真空退火后得到成品；轧制的条件为:工作辊直径为2mm，工 作带长度130mm，工作辊凸度0.02mm, 30辊轧机带张力轧制时，前张力为16kg/mm2、后张力为12kg/mm2 ;两次退火间箔材的总变形量控制在40飞0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，绝对真空度< 3X 10_4Pa，退火温度为1500°C，退火时间为50min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油；成品的性能为:弹性系数345GPa、1200°C时的抗拉强度240MPa、显微硬度430HV、表面粗糙度(Rmax) 0.03 u m。实施例3:本实施例制备的一种电真空用Mo-Re合金箔材，合金成分为:Re:47.5wt%，余量为Mo。以纯度≥99.99%,平均粒度为5 10 y m的Mo粉与纯度≥99.99%,平均粒度〈5 y m的Re粉为原料，将Mo粉和Re粉在高能球磨机中湿磨混合，介质为无水乙醇，球磨转速为240rpm、球磨时间为30h、球磨气氛为氩气；球料比=13:1，料中粉末总质量与无水乙醇的质量比3:1 ;磨球的材质为硬质合金，磨球的规格为O 16_，将混合后的合金粉放入真空干燥箱进行干燥，混合粉末真空干燥的条件为:绝对真空度< lX10_4Pa，温度为750°C，然后将合金粉末等静压成型，压力为240MPa，保压15min，接着在H2的保护环境中进行一次烧结，烧结温度在1200°C，烧结时间为120min ;将一次烧结坯640MPa等静压，保压15min，然后在绝对真空度< lX10_4Pa的环境中进行二次烧结，烧结温度为2400°C，烧结时间为720min，制备出了冶金化结合的致密度为90%的Mo-Re合金坯锭。将Mo-Re烧结坯条经电梳锯切割成厚度为12mm的坯条后，用由体积百分浓度为25^30%的硝酸与体积百分浓度为5 10%的氢氟酸以及水按体积比为3:3:5组成的清洗液对烧结坯进行酸洗2(T40s，然后用清水漂洗，烘干，以清除表面杂质及油污等。将酸洗后的坯料在真空炉中进行退火，真空炉的绝对真空度保持在< 3X10_3Pa，退火工艺为1600°C温度下保温80min，随炉冷却。然后将坯锭在二辊轧机上进行横向轧制，将板坯由12mm冷轧至2_，然后再纵向轧制，由2_冷轧至1.4_。为了让变形均匀，道次变形量控制在8 10%之间。将冷轧获得的1.4mm板材先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金板材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金板材表面残留的脏四氯化碳和汽油，然后将板坯放入钥盒中装炉真空退火，退火温度为1600°C，退火时间为60min,同样真空退火炉的绝对真空度保持在< 3X 10_3Pa。经真空炉退火后，将1.4mm的样品板材在四辊万能轧机上进行冷轧(工作辊直径为150mm)，轧制至0.84mm，道次变形量同样控制在8 10%之间。0.84mm厚的板材真空退火后在四辊万能轧机(工作辊直径为75mm)上冷轧加工，中间辅以真空退火，直至得到0.15mm后的箔材，轧制的条件为:两次退火间总的变形量控制在55飞5%左右，道次变形量控制在8 10%，真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，退火温度为1600°C，退火时间为60min，绝对真空度< 3X 10_3Pa，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。0.15mm厚的箔材真空退火后在20辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至得到0.025mm厚的箔材，轧制的条件为:工作辊直径为10mm，工作带长度130mm，工作辊凸度
0.03mm, 20棍轧机带张力轧制时,前张力为35kg/mm2、后张力为30kg/mm2 ;两次退火间箔材的变形量控制在40飞0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，绝对真空度< 3X10_4Pa，退火温度为1600°C，退火时间为60min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油。0.025mm厚的箔材真空退火后在30辊轧机上带张力轧制，中间辅以真空退火，直至得到4 ii m的高精度Mo-Re合金箔材，4 y m厚的箔材真空退火后得到成品；轧制的条件为:工作辊直径为2mm，工作带长度130mm，工作辊凸度0.02mm, 30辊轧机带张力轧制时，前张力为20kg/mm2、后张力为15kg/mm2 ;两次退火间箔材的总变形量控制在40飞0%之间，道次变形量控制在5 8% ;真空退火的条件为:真空炉为钥片真空炉，绝对真空度< 3X 10_4Pa，退火温度为1600°C，退火时间为60min，真空退火前，先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油洗合金箔材表面的润滑油和杂质，再用体积比为2:1的无水乙醇和丙酮溶液擦洗合金箔材表面残留的脏四氯化碳和汽油；成品的性能为:弹性系数340GPa、1200°C时的抗拉强度260MPa、显微硬度450HV、表面粗糙度(Rmax) 0.05 u m。
权利要求
1.一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一 =Mo-Re合金锭的开坯加工 将致密度为90、5%的Mo-Re合金锭切割成坯条后除去表面杂质和油污，然后将坯条进行真空退火，退火后冷轧，得到合金板坯；所述退火的条件为:绝对真空度< 3X10_3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；所述冷轧包括横向轧制和纵向轧制，先进行总变形量为8(T85%的横向冷轧，再进行总变形量为1(T30%的纵向冷轧，每道次冷轧的变形量为8 10% ;所述Mo-Re合金中Re的质量百分含量为43.5 47.5% ； 步骤二:合金板坯的粗加工 将步骤一获得的合金板坯清洗干净后放入钥盒中，真空退火后进行总变形量为40飞0%的多道次冷轧，冷轧后真空退火，得到合金板粗坯；所述真空退火的条件为:绝对真空度<3X10_3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；每道次冷轧的变形量为8 10% ； 步骤三:合金板坯的加工 将步骤二获得的合金板粗坯进行多道次冷轧，直至得到0.r0.15mm厚的第一合金箔材，当冷轧累积变形量达到5(T70%时，进行一次真空退火，所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉，绝对真空度< 3X10_3Pa、退火温度135(Tl600°C、退火时间4(T80min、冷却方式为随炉冷却至室温；每道次冷轧的变形量为8 10% ； 步骤四:合金箔材的精加工 将步骤三制备的第一合金箔材进行多道次冷轧，直至得到0.02、.025mm厚的第二合金箔材，当冷轧累积变形量达到40飞`0%时，进行一次真空退火，所述冷轧是在20辊轧机上带张力轧制，每道次冷轧的变形量为5 8%，;所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉、绝对真空度< 3X10_4Pa、退火温度为135(Tl600°C、退火时间为4(T60min、冷却方式为随炉冷却至室温； 步骤五:厚度为3飞u m的合金箔的制备 将步骤四制备的第二合金箔材进行多道次冷轧，直至得到厚度为3飞的合金箔材，将所述合金箔材真空退火得到成品；在冷轧过程中，当冷轧累积变形量达到40飞0%时，进行一次真空退火；所述冷轧是在30辊轧机上带张力轧制，每道次冷轧的变形量为5 8%，；所述真空退火的条件为:真空炉为真空钥片炉、绝对真空度< 3X10_4Pa、退火温度为135(Tl600°C、退火时间为4(T60min、冷却方式为随炉冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，其特征在于:步骤一中，去除坯条表面的杂质和油污是将坯条置于清洗剂中清洗2(T40s后，用清水漂洗3次，烘干，得到表面干净的坯条，所述清洗剂是由体积百分浓度为25 30%的硝酸与体积百分浓度为5 10%的氢氟酸以及水按体积比为3:3:5组成的。
3.根据权利要求2所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，其特征在于:步骤二、三、四、五中，真空退火前，将冷轧后残留在材料表面的油污和杂质除去，油污和杂质除去的方法是先用体积比为1:1的四氯化碳和汽油清洗合金表面的润滑油和杂质，再用无水乙醇与丙酮按体积比为2:1组成的混合溶液擦洗合金表面残留的脏四氯化碳和汽油。
4.根据权利要求3所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，其特征在于:步骤一中，所述冷轧是在二辊轧机上进行的；步骤二中，所述冷轧是在工作辊直径为150mm的四辊万能轧机上进行的；步骤三中，所述冷轧是在工作辊直径为75mm的四辊万能轧机上进行的；步骤四中，所述20辊轧机的工作辊直径为10mm、工作带长度130mm、工作辊凸度0.03mm, 20辊轧机轧制时，前张力为35 27kg/mm2、后张力为3(T20kg/mm2 ；步骤五中，所述30辊轧机的工作辊直径为2mm、工作带长度130mm、工作辊凸度0.02mm, 30辊轧机轧制时，前张力为20 10kg/mm2、后张力为15 9.5kg/mm2。
5.根据权利要求4所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法,其特征在于:步骤一中，所述Mo-Re合金锭是通过下述方案制备的: 按合金组成成分Re:43.5 47.5wt%，余量为Mo ;分别称取纯度> 99.99%、平均粒度为5 10 ii m的Mo粉与纯度彡99.99%、平均粒度〈5 y m的Re粉，将Mo粉、Re粉与无水乙醇混合均匀真空干燥后压制成型，在H2的保护环境中烧结，烧结温度为100(Tl20(rC，保温时间为12(T240min，随炉冷却至室温后，对烧结坯进行复压，复压后真空烧结，得到Mo-Re合金锭，合金坯锭的致密度为90、5% ;真空烧结的绝对真空度< lX10_4Pa，真空烧结的温度为 200(T2400°C，保温时间 600 720min。
6.根据权利要求5所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法,其特征在于:Mo_Re合金锭制备过程中，Mo粉、Re粉、无水乙醇通过高能球磨混合均匀；混合粉末真空干燥的条件为:绝对真空度< lX10_4Pa，温度为70(T750°C ;混合粉末通过等静压压制成型，压制压力为20(T240MPa，保压时间为l(Tl5min ;烧结坯的复压方式为等静压，复压的压力为600 640MPa，复压的保压时间为l(Tl5min。
7.根据权利要求6所述的一种 超薄Mo-Re合金箔材的制备方法,其特征在于:高能球磨工艺参数为:球磨转速15(T240rpm、球磨时间20 30h、球磨气氛为氩气；球料质量比为6 13:1，所述料是由Mo粉、Re粉与无水乙醇组成的，其中粉末的总质量与无水乙醇的质量比为2 3:1 ;磨球的材质为硬质合金，磨球的规格为O 14 16mm。
8.根据权利要求7所述的一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，其特征在于:制备的Mo-Re合金箔材的厚度为:T5 ii m、弹性系数为340 350GPa、1200 °C时的抗拉强度220 260MPa、显微硬度420 450HV、表面粗糙度(Rmax) 0.02 0.05 u m。
全文摘要
本发明提供了一种超薄Mo-Re合金箔材的制备方法，属于Mo-Re合金加工技术领域。本发明克服了难以制备出厚度小于10μm、表面质量良好的Mo-Re合金箔材的难题，成功制备出了厚度为3~5μm、表面质量良好的Mo-Re合金箔材。本发明的制备方法包括粉末冶金法制备合金坯锭、冷轧开坯、冷轧/真空退火的循环操作以及3~5μm箔材的退火等步骤。本发明所制备的合金箔材其成分范围为Re:43.5~47.5wt%，余量为Mo；其厚度为3~5μm。本发明工艺简单；所制备的箔材的弹性系数为340~350GPa、1200℃时的抗拉强度220~260MPa、显微硬度420~450HV、表面粗糙度(Rmax)0.02~0.05μm，适用于航空航天设备中大功率微波管和行波管等真空器件。
文档编号B21B3/00GK103100563SQ201310028339
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者汪明朴, 陈畅, 李周, 谭望, 贾延琳, 王珊, 夏福中, 张真, 齐卫宏 申请人:中南大学