专利名称：一种用于制造高强高韧钼合金的混料方法
技术领域：
本发明涉及粉末冶金エ艺的混料エ序，特别涉及一种用于制造高强高韧钥合金的混料方法。
背景技术：
稀有金属钥是ー种具有重要战略意义的元素，其具有熔点高、强度大、硬度高、耐磨性和导热导电性好等优点。而且，钥合金的高温性能高、膨胀系数小、耐蚀性能好，因而被广泛应用于冶金、机械、石油、化工、军エ、航空航天、电子、核エ业等诸多领域。但是，由于钥及钥合金的低温脆性和高温抗氧化能力差，限制了钥合金作为结构材料更加广泛地使用。并且，随着航空航天、核エ业、军工事业的发展，对综合強化、高强高韧钥合金的需求十分迫切。因此，研究开发性能优异的新型钥合金和改进钥合金生产エ艺、提高产品质量是钥合金 研究者和生产者努力的主要方向。钥合金的传统生产エ艺是采用粉末冶金法，即经过混料、压制、烧结、轧制等エ序进行制备。其中合金粉末的混料エ序是粉末冶金エ艺中非常关键的步骤，混料的均匀性控制着最终产品的内部特性，直接影响后续エ序的进行，并决定了所制备产品的综合性能。混料是指将ー种或多种不同成分的合金粉末与基体原料粉末混合均匀的过程。常用的混料方法是固固干混，并且原料粉末和合金粉末均以单质的形式添加，但因合金化元素均为微量添加，所以导致干混不均匀的缺点难以克服，影响后续エ序。而固液球磨湿混的混料方法在混料的过程中容易出现原料粉末结块，混合不均匀，易引入杂质等缺点，因而制备的粉料粒度不均、烧结活性低，限制了后续制备钥合金产品性能的提高。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种成本低廉、エ艺简単、混合均匀又能保证制造高强高韧钥合金的混料方法。为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案一种用于制造高强高韧钥合金的混料方法，其特征在干，按下列步骤进行I)将钥粉和其他合金粉末原料进行混合配制成钥合金粉末，所述的钥合金粉末由以下质量百分比的化学元素组成Ti 0. 01% I. 5%，Zr :0. 01% O. 40%, C :0. 01% O. 50%, La 0. 00 2. 0%, Ta 0. 00 O. 30%, Nb 0. 00 O. 30%, Hf 0. 00 O. 40%, Y 0. 00 O. 30%,Al :0. 00 O. 20%,K :0. 00 O. 40%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100% ；2)向钥合金粉末中加入液体介质并搅拌均匀，液体介质与钥合金粉末的质量比为I :2 10 :1，使之呈现湿泥土状混合物，将该混合物在空气中陈化l 24h，然后在600C 100°C的干燥箱中烘干，即得到均匀的钥合金混合料。上述合金元素中的一种或者多种以其可溶性盐或化合物的形式进行添加；其中，碳元素则以有机碳源的形式进行添加，为碳的有机物，可以是硬脂酸、水杨酸、柠檬酸、石蜡、葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维素等中的任ー种或者两种以上的混合物。上述的液体介质根据合金元素的添加形式和溶解性来选择，可以是水、酒精、汽油、こ醚等中的ー种或几种的混合溶液。上述方法得到的钥合金混合料经过后续的压制、烧结、轧制エ艺加工，可以制造出高强高韧钥合金。本发明与现有钥合金制备的混料技术相比有如下优点I、合金元素以可溶性盐或化合物的形式添加，碳元素以有机碳源进行添加，溶解于液体介质中，取代传统的单质粉末添加方式，混合更加均匀； 2、混合粉末经搅拌呈现湿泥土状并在空气中陈化后再进行干燥，避免了常规湿混法带来的粉末易结块，混合不均匀等缺点；3、所采用的取代单质粉末的合金元素添加方式思想也可以用于其他系列合金的粉末冶金混料制备。采用本发明的方法得到的钥合金混合料，经过后续压制、烧结、轧制エ艺加工，所制得的高强高韧钥合金的抗拉强度大于llOOMPa，延伸率大于7%，具有优良的综合性能。本发明エ艺简单、易于控制、混料均匀性好，具有广泛的应用前景。
图I是实施例I中所制备的钥合金混合料粉末的扫描电镜照片。图2是使用实施例I得到的钥合金混合料粉末经过后续粉末冶金和轧制エ艺制备的高强高韧钥合金板材的应力-应变曲线图。图3是使用实施例I得到的钥合金混合料粉末经过后续粉末冶金和轧制エ艺制备的高强高韧钥合金板材拉伸断ロ的扫描电镜照片。图4是实施例2中所制备的钥合金混合料粉末的扫描电镜照片。以下结合附图和实施例对本发明作进ー步的详细说明。
具体实施例方式实施例I :将钥粉和其他合金粉末原料按以下元素质量百分比配料Ti 1. 0%，Zr :0. 02%, C O. 03%，La :1. 0%，Hf :0. 01%, Y :0. 01%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100%O其中Ti以TiH2, Zr以ZrH2, C以柠檬酸，La以La (NO3)3, Hf以HfO2, Y以Y(NO3)3的形式进行添加。向配料好的钥合金粉末中加入酒精并搅拌均匀，酒精的加入量为钥合金粉末和酒精质量比为I :1，使之呈现湿泥土状混合物。将此混合物在空气中陈化2h，然后在70°C的干燥箱中烘干，即得到混合均匀的钥合金混合料。其扫描电镜照片如图I所示，表面采用本发明得到的钥合金混合料混料均匀，效果优良。以此钥合金混合料为基础，经过后续压制、烧结、轧制エ艺加工，所制备的钥合金板材的应力-应变曲线如图2所示，其拉伸断ロ的扫描电镜照片如图3所示。结果表明此钥合金的抗拉强度为1198MPa，延伸率为9. 87%，微观组织结构均匀，具有优良的综合性能，是ー种高强高韧钥合金。
实施例2 将钥粉和其他合金粉末原料按以下元素质量百分比配料Ti 0. 85%，Zr :0. 15%，C 0. 20%, La 0. 50%, Ta :0. 01%, Nb :0. 00 O. 30%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100%O其中Ti以TiH2,Zr以ZrH2,C以蔗糖，La以La2O3,Ta以TaC,Nb以NbC，的形式进行添加。向配料好的钥合金粉末中加入水并搅拌均匀，钥合金粉末与水的质量比为3 :1，使之呈现湿泥土状混合物，将此混合物在空气中陈化4h，然后在100°C的干燥箱中烘干，即得到混合均匀的钥合金混合料。其扫描电镜照片如图4所示，表面采用本发明得到的钥合金混合料混料均匀，效果优良。实施例3
将钥粉和其他合金粉末原料按以下元素质量百分比配料Ti 0. 35%，Zr :0. 35%，C 0. 40%,Al 0. 03%,K 0. 02%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为 100%O 其中 Ti 以 TiH2, Zr 以 ZrH2, C 以硬脂酸，La 以 La (NO3)3, Al 以 Al (NO3)3, K 以 KCl，的形式进行添加。向配料好的钥合金粉末中加入こ醚和水的混合溶液(こ醚水=1 2)并搅拌均匀，钥合金粉末和こ醚和水的混合溶液的质量比为5 :1，使之呈现湿泥土状混合物。将此混合物在空气中陈化8h，然后在60°C的干燥箱中烘干，即得到混合均匀的钥合金混合料。实施例4 将钥粉和其他合金粉末原料按以下元素质量百分比配料Ti 0. 50%, Zr :0. 10%，C 0. 25%, Nb 0. 01%, Hf :0. 02%, Y :0. 01%, Al :0. 02%, K :0. 03%，余量为 Mo 粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100%。其中Ti以TiH2, Zr以ZrH2, C以石腊，Nb以NbO，Hf以HfO2, Y以Y(NO3)3, Al以Al (NO3)3, K以KNO3的形式进行添加。向配料好的钥合金粉末中加入汽油并搅拌均勻，钥合金粉末和汽油的质量比为3 1，使之呈现湿泥土状混合物。将此混合物在空气中陈化12h，然后在80°C的干燥箱中烘干，即得到混合均匀的钥合金混合料。实施例5 将钥粉和其他合金粉末原料按以下元素质量百分比配料Ti 0. 80%, Zr :0. 06%,C 0. 50%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100%。其中Ti以Τ Η2, Zr以ZrH2, C以果糖的形式进行添加。向配料好的钥合金粉末中加入水和酒精的混合溶液(水酒精=1 2)并搅拌均匀，钥合金粉末和水和酒精的混合溶液的质量比为I :2，使之呈现湿泥土状混合物。将此混合物在空气中陈化24h，然后在90°C的干燥箱中烘干，即得到混合均匀的钥合金混合料。上述实施例是本发明较优的例子，仅用于说明本发明，本发明不限于上述实施例，凡是根据本发明技术的技术方案所作的技术特征的添加、等效变换，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种用于制造高强高韧钥合金的混料方法，其特征在于，按下列步骤进行 1)将钥粉和其他合金粉末原料进行混合配制成钥合金粉末，所述的钥合金粉末由以下质量百分比的化学元素组成Ti 0. 01% I. 5%, Zr 0. 01% O. 40%, C 0. 01% O. 50%, La O. 00 2. 0%, Ta 0. 00 O. 30%, Nb 0. 00 O. 30%, Hf 0. 00 O. 40%, Y 0. 00 O. 30%,Al :0. 00 O. 20%,K :0. 00 O. 40%，余量为Mo粉和不可避免的杂质，化学元素的质量百分比之和为100% ； 2)向钥合金粉末中加入液体介质并搅拌均匀，液体介质与钥合金粉末的质量比为I:2 10 :1，使之呈现湿泥土状混合物，将该混合物在空气中陈化l 24h，然后在60°C ^lOO0C的干燥箱中烘干，即得到均匀的钥合金混合料。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的合金元素中的一种或者多种以其可溶性盐或化合物的形式进行添加；其中的碳元素则以有机碳源的形式进行添加，为碳的有机物，它们是硬脂酸、水杨酸、柠檬酸、石蜡、葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维素等中的任ー种或者两种以上的混合物。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述的液体介质根据合金元素的添加形式和溶解性来选择，它们是水、酒精、汽油、こ醚等中的ー种或几种的混合溶液。
4.如权利要求I至3其中之一所述的方法，其特征在于，所述的钥合金混合料经过后续的压制、烧结、轧制エ艺加工，得到高强高韧钥合金。
全文摘要
本发明提出了一种用于制造高强高韧钼合金的混料方法，将钼粉和其他合金粉末原料按配方比例进行混合，其中合金元素中的一种或者多种以其可溶性盐或化合物的形式进行添加，碳元素以有机碳源的形式进行添加。然后向配料好的钼合金粉末中加入质量比为12～101的液体介质，混合粉末并搅拌均匀，使之呈现湿泥土状混合物。将此混合物在空气中陈化1~24h后在60℃~100℃的干燥箱中烘干，即得到均匀的钼合金混合料。本方法具有设计合理、工艺简单、混合均匀、适应性强、适合工业化生产等优点。采用本方法得到的钼合金混合料经后续的压制、烧结、轧制工艺加工，可以用于制造高强高韧钼合金。
文档编号C22C1/04GK102839309SQ20121029053
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者胡平, 王快社, 何欢承, 康轩齐 申请人:西安建筑科技大学