专利名称：一种用于制造高强高韧钼合金的超声加湿混料方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金领域，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：
钥是一种具有重要战略意义的稀有金属，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、军工、航空航天、电子、核工业等诸多领域。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、核工业、军工事业的发展，对综合强化、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工艺、提高产品质量是钥合金研究者和生产者努力的主要方向。钥合金的传统生产工艺是采用粉末冶金法，即经过混料、压制、烧结、轧制等工序。 其中合金粉末的混料是粉末冶金工艺中最关键的步骤，混料的均匀性控制着最终产品的内部特性，直接影响后续工序的进行，并决定了所制备产品的综合性能。常规的固固干混和固液直接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，因而制备的粉料存在着粒度不均匀和烧结活性低等缺点，限制了钥合金产品性能的进一步提闻。
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、安全、混料均匀性好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超声加湿混料方法，其特征在于，按照下列步骤进行I)配料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. 30%,C :0. 01%
O.40%, La :0. 00 2. 0%, Ta :0. 00 O. 30%, Nb :0. 00 O. 30%, Hf :0. 00 O. 40%, Y :0. 00
O.20%，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% ；所得的合金混合粉末装入超声加湿装置的粉末筛中，所述的超声加湿混料装置包括超声加湿设备、粉末筛、搅拌振筛设备和保护罩；2)超声加湿将适量掺杂剂溶解于液体介质中，装入超声加湿装置的超声加湿设备中；所述的掺杂剂是表面活性剂或润滑剂；所述的液体介质是水、酒精、汽油其中一种，液体介质与合金粉末的质量比为I :I 10 :1 ;3)混料打开超声加湿设备，同时打开超声加湿装置的搅拌振筛设备，使液体介质通过超声加湿设备雾化，喷雾进入粉末筛中，和合金粉末充分接触、混合；4)干燥将混料完成后的粉末干燥，即得到混合均匀的钥合金混合料。所述的粉末筛应完全置于超声加湿设备之上，保护罩将超声加湿设备、粉末筛和搅拌振筛装置完全密封住。本发明方法得到的钥合金混合料经过后续压制、烧结、轧制工艺加工，可以制造高强高韧钥合金。本发明采用超声加湿混料装置，将液体介质雾化为极为细小的液滴，喷雾进入粉末筛，与合金粉末接触充分，再经过搅拌振筛设备使得混合更加均匀，混料效果优良。采用本发明得到的钥合金混合料经过后续压制、烧结、轧制工艺加工，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。本发明设计合理、设备简单、易于控制、适合大规模工业化生产，因此具有广泛的应用前景。
图I表示本发明使用的装置示意图。其中，I、超声加湿设备；2、粉末筛；3、搅拌振筛设备；4、保护罩。图2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工艺制备的高强高韧钥合金板材的应力-应变曲线图。图4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工艺制备的高强高韧钥合金板材拉伸断口的扫描电镜照片。以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式在以下的实施例中，所使用的掺杂剂是表面活性剂、润滑剂或微量元素化合物等；其中，表面活件剂诜择本领域常规的阴离子表面活件剂,例如，硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠，润滑剂选择常用的固体润滑剂，例如石墨、二硫化钥、聚四氟乙烯、氮化硼和氟化石墨等。实施例I :将钥合金粉末按以下元素质量百分比进行混合，Ti :1%，Zr :0. 20%, C :0. 30%, La
O.05%，Ta :0. 01%, Hf :0. 01%，余量为Mo粉，总质量为1000g。所得的合金混合粉末装入超声加湿装置的粉末筛中。将表面活性剂(硬脂酸IOg)溶解于1000ml酒精中，装入超声加湿装置的超声加湿设备中。打开超声加湿设备，同时打开超声加湿装置的搅拌振筛设备，搅拌振筛60分钟，使液体介质通过超声加湿设备雾化，喷雾进入粉末筛中，和合金粉末充分接触、混合，待溶液全部超声雾化后再持续振筛30分钟。将混料完成后的粉末置于干燥箱中以70°C干燥两小时，即得到混合均匀的钥合金混合料。其扫描电镜照片如图2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、轧制工艺加工，所制备的钥合金板材的应力-应变曲线如图3所示，其拉伸断口的扫描电镜照片如图4所示。结果表明此钥合金的抗拉强度为1167MPa，延伸率为8. 98%，微观组织结构均匀，具有优良的综合性能，是一种高强高韧钥合金。
实施例2 将钥合金粉末按以下元素质量百分比进行混合，Ti :1. 50%, Zr :0. 30%, C :0. 40%，La :1. 50%，Ta :0. 01%，Nb :0. 01%，Y :0. 01%，余量为Mo粉，总质量为IOOOgo所得的合金混合粉末装入超声加湿装置的粉末筛中。将润滑剂(二硫化钥20g)溶解于2000ml水中，装入超声加湿装置的超声加湿设备中。打开超声加湿设备，同时打开超声加湿装置的搅拌振筛设备，搅拌振筛80分钟，使液体介质通过超声加湿设备雾化，喷雾进入粉末筛中，和合金粉末充分接触、混合，待溶液全部超声雾化后再持续振筛30分钟。将混料完成后的粉末置于干燥箱中以90°C干燥两小时，即得到混合均匀的钥合金混合料。如图I所示，本实施例使用的用于制造高强高韧钥合金的超声加湿混料装置包括超声加湿设备I、粉末筛2、搅拌振筛设备3和保护罩4。粉末筛2应完全置于超声加湿设备I之上，保护罩4应密封住超声加湿设备I、粉末筛2和搅拌振筛装置3。混料时，超声加湿设备I中的溶液超声雾化后全部进入粉末筛2中。 当然，表面活性剂还可以选择十二烷基苯磺酸钠，润滑剂选择石墨、聚四氟乙烯、氮化硼和氟化石墨等，发明人不再一一给出。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超声加湿混料方法，其特征在于，按照下列步骤进行 1)配料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. 30%, C :0. 01% O. 40%, La :0. 00 2. 0%, Ta :0. 00 O. 30%, Nb :0. 00 O. 30%, Hf :0. 00 O. 40%, Y :0. 00 O.20%，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% ； 所得的合金混合粉末装入超声加湿装置的粉末筛中，所述的超声加湿混料装置包括超声加湿设备(I)、粉末筛(2)、搅拌振筛设备(3)和保护罩(4); 2)超声加湿将适量掺杂剂溶解于液体介质中，装入超声加湿装置的超声加湿设备(O中； 所述的掺杂剂是表面活性剂或润滑剂； 所述的液体介质是水、酒精、汽油其中一种，液体介质与合金粉末的质量比为I :1 10 1 ； 3)混料打开超声加湿设备(1)，同时打开超声加湿装置的搅拌振筛设备(3)，使液体介质通过超声加湿设备雾化，喷雾进入粉末筛中，和合金粉末充分接触、混合； 4)干燥将混料完成后的粉末干燥，即得到混合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，所述的粉末筛(2)完全置于超声加湿设备(I)之上，保护罩(4)将超声加湿设备(I )、粉末筛(2)和搅拌振筛装置(3)完全密封。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的钥合金混合料经过后续压制、烧结、轧制工艺加工，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超声加湿混料方法，将钼粉和其他合金粉末原料按配方比例进行混合后，装入超声加湿装置的粉末筛中，将掺杂剂溶解于液体介质中，装入超声加湿设备中。打开超声加湿设备，同时打开搅拌振筛设备，使液体介质通过超声加湿设备雾化，喷雾进入粉末筛中，和合金粉末充分接触、混合。混料完成后经过干燥得到混合均匀的钼合金混合料。具有设计合理、设备简单、易于控制、适合工业化生产等特点。采用该方法得到的钼合金混合料经过后续的压制、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C22C1/04GK102839310SQ20121029053
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