本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种钼铼铈合金及其制备方法。
背景技术
在钼基体中加碳、氢化钛、氢化锆或镧制备钼基合金，可有效提高钼的强度，但对塑性提升有限。有研究通过在钼中加入铼来提高钼的强度和塑性，但由于铼金属价格昂贵，利用铼金属提升钼金属的强度和塑性的成本代价高，且含量低的铼强化效果不明显。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种钼铼铈合金。该钼铼铈合金在钼基体中引入铼和氧化铈，铼颗粒弥散分布在钼基体中形成强化相，提高了合金的强度，氧化铈颗粒弥散分布在合金的晶内和晶界上，阻碍了晶界滑动的同时起到柔化晶界的作用，从而强化了钼铼铈合金的韧性，大大提高了钼铼铈合金的塑性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钼铼铈合金，其特征在于，由铼、氧化铈、钼和不可避免的杂质组成；所述铼的质量为钼铼铈合金质量的5％～10％，所述氧化铈中铈的质量为钼铼铈合金质量的0.3％～0.9％。
另外，本发明还提供了一种制备钼铼铈合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铈粉、铼粉分别分成多个等份，然后将一份氧化铈粉和一份铼粉放入三维混料机中混合均匀，得到单份混合粉末后取出，重复一份氧化铈粉和一份铼粉的混合、取出工艺，直至氧化铈粉和铼粉混合完毕，再将所有单份混合粉末放入三维混料机中混合均匀，得到氧化铈粉-铼粉混合物；所述氧化铈粉和铼粉的等份数相同；所述混合均匀的时间均为30min；所述三维混料机中的磨球为钼球；
步骤二、将三氧化钼粉放入v型混料机，然后将步骤一中得到的氧化铈粉-铼粉混合物分成多个等份，再向三氧化钼粉中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，并每隔30min向v型混料机中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，直至氧化铈粉-铼粉混合物全部混入三氧化钼粉中后再继续进行混合，得到掺杂三氧化钼粉；所述掺杂三氧化钼粉中掺杂元素铼和铈的质量含量偏差均低于10％；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂三氧化钼粉放入气流磨中进行气磨处理；所述经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉中的掺杂元素铼和铈的质量含量偏差不超过5％；
步骤四、将步骤三中经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉进行氢气还原，然后过筛，再放入v型混料机中混合1h～2h，得到掺杂二氧化钼粉；
步骤五、将步骤四中得到的掺杂二氧化钼粉进行氢气还原，然后过筛，再放入v型混料机中混合1h～2h，得到钼铼铈合金粉末；
步骤六、将步骤五中得到的钼铼铈合金粉末进行等静压压制成型，得到钼铼铈合金压坯；所述等静压的压力为160mpa～300mpa；
步骤七、将步骤六中得到的钼铼铈合金压坯进行高温烧结，得到钼铼铈合金。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述氧化铈粉的质量纯度为99.99％，平均粒度为80nm～150nm，所述铼粉的质量纯度为99.95％，平均粒度为1μm～5μm。
上述的方法，其特征在于，步骤四中所述氢气还原的温度为500℃～600℃，时间为3h～6h，氢气的流量为2m3/h～6m3/h。
上述的方法，其特征在于，步骤五中所述氢气还原的温度为900℃～1000℃，时间为6h～10h，氢气的流量为3m3/h～6m3/h。
上述的方法，其特征在于，步骤七中所述高温烧结的温度为1850℃～1950℃，时间为10h～20h。
上述的方法，其特征在于，步骤七中所述钼铼铈合金的相对密度为98％，厚度为35mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的钼铼铈合金在钼基体中引入铼和氧化铈，铼颗粒弥散分布于钼基体中，形成分布均匀的固溶球团，组成了钼基体的强化相，并且该固溶球团与基体融为一体，阻碍了位错、空位等缺陷的移动，提高了合金的强度，而氧化铈颗粒弥散分布在合金的晶内和晶界上，阻碍了晶界滑动的同时起到柔化晶界的作用，从而强化了钼铼铈合金的韧性，并大大提高了钼铼铈合金的塑性；本发明的钼铼铈合金的强度提高了30％以上，延伸率提高了100％以上。
2、本发明引入适量氧化铈作为钼铼铈合金的组成部分，在提高钼铼铈合金强度和塑性的同时，减少了贵金属铼的加入量，从而降低了合金成本，提升了合金的性价比。
3、本发明采用近比重混合法将三氧化钼粉作为钼原料与氧化铈粉、铼粉混合，由于钼粉的密度为10.2g/cm3，氧化铈粉的密度为7.13g/cm3，两种粉末的密度相差较大，不易混合均匀，因此采用密度为6.34～6.47g/cm3的三氧化钼粉作为钼原料，三氧化钼粉和氧化铈粉的密度接近，容易混合均匀，混合形成的钼铼铈合金粉末中各元素的分布均匀，最终得到的钼铼铈合金中各元素不易产生偏析，从而提高了钼铼铈合金的性能。
4、本发明以三氧化钼粉作为钼原料与氧化铈粉、铼粉混合，然后通过两次氢气还原，先将三氧化钼转化为二氧化钼，再转化为钼，最终得到钼铼铈合金粉末，不仅增加了原料粉末的混合步骤，并在两次氢气还原的转化过程中增加过筛和混合工艺，延长了混合的时间，进一步提高了钼铼铈合金粉末的均匀性，提高了钼铼铈合金的性能。
5、本发明采用等比多次混合法将氧化铈粉-铼粉混合物加入到三氧化钼粉中进行混合，进一步提高了混合的均匀性，又合理减少了混合工作量，在保证混合效果的基础上，节约了生产能耗。
6、本发明主要通过物理混合法实现了钼铼铈合金粉末的高均匀性，整个过程绿色环保，避免了“三废”的产生，安全可靠，适合推广。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的钼铼铈合金，由铼、氧化铈、钼和不可避免的杂质组成；所述铼的质量为钼铼铈合金质量的5％，所述氧化铈中铈的质量为钼铼铈合金质量的0.6％。
本实施例制备钼铼铈合金的方法包括以下步骤：
步骤一、将737g氧化铈粉、5000g铼粉分别分成10个等份，然后将一份73.7g氧化铈粉和一份500g铼粉放入三维混料机中混合均匀，得到单份混合粉末后取出，重复一份73.7g氧化铈粉和一份500g铼粉的混合、取出工艺，直至氧化铈粉和铼粉混合完毕，再将所有单份混合粉末放入三维混料机中混合均匀，得到氧化铈粉-铼粉混合物；所述混合的时间均为30min；所述三维混料机中的磨球为钼球；所述氧化铈粉的质量纯度为99.99％，平均粒度为80nm，所述铼粉的质量纯度为99.95％，平均粒度为3μm；
步骤二、将150kg三氧化钼粉放入v型混料机，然后将步骤一中得到的氧化铈粉-铼粉混合物分成10个等份，再向三氧化钼粉中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，并每隔30min向v型混料机中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，直至氧化铈粉-铼粉混合物全部混入三氧化钼粉中后再继续进行混合，得到掺杂三氧化钼粉；所述掺杂三氧化钼粉中掺杂元素铼和铈的质量含量偏差分别为6％和9％；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂三氧化钼粉放入气流磨中进行气磨处理；所述经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉中的掺杂元素铼和铈的质量含量偏差均为5％；
步骤四、将步骤三中经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉进行氢气还原，然后过40目筛，再放入v型混料机中混合1h，得到掺杂二氧化钼粉；所述氢气还原的温度为600℃，时间为3h，氢气的流量为6m3/h；
步骤五、将步骤四中得到的掺杂二氧化钼粉进行氢气还原，然后过200目筛，再放入v型混料机中混合1h，得到钼铼铈合金粉末；所述氢气还原的温度为1000℃，时间为6h，氢气的流量为6m3/h；
步骤六、将步骤五中得到的钼铼铈合金粉末进行等静压压制成型，得到钼铼铈合金压坯；所述等静压的压力为160mpa；
步骤七、将步骤六中得到的钼铼铈合金压坯进行高温烧结，得到钼铼铈合金；所述高温烧结的温度为1950℃，时间为20h，所述钼铼铈合金的相对密度为99％，厚度为35mm。
将本实施例制备得到的钼铼铈合金轧制成厚度为0.5mm的板材，然后在900℃热处理40min，得到钼铼铈合金板，然后将该钼铼铈合金板与同规格同状态的钼板进行室温拉伸性能检测，结果显示钼铼铈合金板的抗拉强度为950mpa，拉伸率为22％，同规格同状态的钼板的抗拉强度为720mpa，拉伸率为10％，钼铼铈合金板的抗拉强度和拉伸率较同规格同状态的钼板分别提高了30％和120％，说明本实施例制备得到的钼铼铈合金板的强度和塑性均得到提高。
实施例2
本实施例的钼铼铈合金，由铼、氧化铈、钼和不可避免的杂质组成；所述铼的质量为钼铼铈合金质量的8％，所述氧化铈中铈的质量为钼铼铈合金质量的0.9％。
本实施例制备钼铼铈合金的方法包括以下步骤：
步骤一、将1106g氧化铈粉、8000g铼粉分别分成10个等份，然后将一份110.6g氧化铈粉和一份800g铼粉放入三维混料机中混合均匀，得到单份混合粉末后取出，重复一份110.6g氧化铈粉和一份800g铼粉的混合、取出工艺，直至氧化铈粉和铼粉混合完毕，再将所有单份混合粉末放入三维混料机中混合均匀，得到氧化铈粉-铼粉混合物；所述混合的时间均为30min；所述三维混料机中的磨球为钼球；所述氧化铈粉的质量纯度为99.99％，平均粒度为100nm，所述铼粉的质量纯度为99.95％，平均粒度为1μm；
步骤二、将150kg三氧化钼粉放入v型混料机，然后将步骤一中得到的氧化铈粉-铼粉混合物分成20个等份，再向三氧化钼粉中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，并每隔30min向v型混料机中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，直至氧化铈粉-铼粉混合物全部混入三氧化钼粉中后再继续进行混合，得到掺杂三氧化钼粉；所述掺杂三氧化钼粉中掺杂元素铼和铈的质量含量偏差分别为7％和9％；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂三氧化钼粉放入气流磨中进行气磨处理；所述经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉中的掺杂元素铼和铈的质量含量偏差分别为3％和4％；
步骤四、将步骤三中经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉进行氢气还原，然后过100目筛，再放入v型混料机中混合2h，得到掺杂二氧化钼粉；所述氢气还原的温度为550℃，时间为4h，氢气的流量为4m3/h；
步骤五、将步骤四中得到的掺杂二氧化钼粉进行氢气还原，然后过200目筛，再放入v型混料机中混合2h，得到钼铼铈合金粉末；所述氢气还原的温度为950℃，时间为8h，氢气的流量为3m3/h；
步骤六、将步骤五中得到的钼铼铈合金粉末进行等静压压制成型，得到钼铼铈合金压坯；所述等静压的压力为300mpa；
步骤七、将步骤六中得到的钼铼铈合金压坯进行高温烧结，得到钼铼铈合金；所述高温烧结的温度为1850℃，时间为15h，所述钼铼铈合金的相对密度为98％，厚度为35mm。
将本实施例制备得到的钼铼铈合金轧制成厚度为0.5mm的板材，然后在970℃热处理40min，得到钼铼铈合金板，然后将该钼铼铈合金板与同规格同状态的钼板进行室温拉伸性能检测，结果显示钼铼铈合金板的抗拉强度为850mpa，拉伸率为28％，同规格同状态的钼板的抗拉强度为620mpa，拉伸率为11％，钼铼铈合金板的抗拉强度和拉伸率较同规格同状态的钼板分别提高了37％和154％，说明本实施例制备得到的钼铼铈合金板的强度和塑性均得到提高。
实施例3
本实施例的钼铼铈合金，由铼、氧化铈、钼和不可避免的杂质组成；所述铼的质量为钼铼铈合金质量的10％，所述氧化铈中铈的质量为钼铼铈合金质量的0.3％。
本实施例制备钼铼铈合金的方法包括以下步骤：
步骤一、将368.6g氧化铈粉、10000g铼粉分别分成10个等份，然后将一份36.86g氧化铈粉和一份1000g铼粉放入三维混料机中混合均匀，得到单份混合粉末后取出，重复一份6.86g氧化铈粉和一份1000g铼粉的混合、取出工艺，直至氧化铈粉和铼粉混合完毕，再将所有单份混合粉末放入三维混料机中混合均匀，得到氧化铈粉-铼粉混合物；所述混合的时间均为30min；所述三维混料机中的磨球为钼球；所述氧化铈粉的质量纯度为99.99％，平均粒度为150nm，所述铼粉的质量纯度为99.95％，平均粒度为5μm；
步骤二、将150kg三氧化钼粉放入v型混料机，然后将步骤一中得到的氧化铈粉-铼粉混合物分成20个等份，再向三氧化钼粉中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，并每隔30min向v型混料机中加入一份氧化铈粉-铼粉混合物并混合均匀，直至氧化铈粉-铼粉混合物全部混入三氧化钼粉中后再继续进行混合，得到掺杂三氧化钼粉；所述掺杂三氧化钼粉中掺杂元素铼和铈的质量含量偏差分别为5％和8％；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂三氧化钼粉放入气流磨中进行气磨处理；所述经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉中的掺杂元素铼和铈的质量含量偏差分别为4％和5％；
步骤四、将步骤三中经气磨处理后的掺杂三氧化钼粉进行氢气还原，然后过100目筛，再放入v型混料机中混合1.5h，得到掺杂二氧化钼粉；所述氢气还原的温度为500℃，时间为6h，氢气的流量为2m3/h；
步骤五、将步骤四中得到的掺杂二氧化钼粉进行氢气还原，然后过200目筛，再放入v型混料机中混合1.5h，得到钼铼铈合金粉末；所述氢气还原的温度为900℃，时间为10h，氢气的流量为4m3/h；
步骤六、将步骤五中得到的钼铼铈合金粉末进行等静压压制成型，得到钼铼铈合金压坯；所述等静压的压力为200mpa；
步骤七、将步骤六中得到的钼铼铈合金压坯进行高温烧结，得到钼铼铈合金；所述高温烧结的温度为1900℃，时间为10h，所述钼铼铈合金的相对密度为95％，厚度为30mm。
将本实施例制备得到的钼铼铈合金轧制成厚度为0.5mm的板材，然后在1000℃热处理40min，得到钼铼铈合金板，然后将该钼铼铈合金板与同规格同状态的钼板进行室温拉伸性能检测，结果显示钼铼铈合金板的抗拉强度为860mpa，拉伸率为36％，同规格同状态的钼板的抗拉强度为510mpa，拉伸率为16％，钼铼铈合金板的抗拉强度和拉伸率较同规格同状态的钼板分别提高了68％和125％，说明本实施例制备得到的钼铼铈合金板的强度和塑性均得到提高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。