一种钼铼预合金粉及其采用湿化学法制备的方法与流程

本发明涉及粉末冶金，具体涉及一种钼铼预合金粉及其采用湿化学法制备的方法。

背景技术：

1、钼铼(mo-re)合金由于所谓的“铼效应”，在极大改善合金的强度、塑性以及可加工性的同时，还大大降低了合金的塑脆转变温度，因此在航空航天、医疗、核工业等领域中得到了广泛应用。例如，mo-re合金凭借其优异的抗辐射性能，可用作空间核反应堆的热管材料；mo-re合金较高的抗拉强度和延展性，可制成极细丝材作为很好的弹性元件；此外，mo-re合金良好的高温性能，也可用作加热器、热电偶等高温结构件。目前工业上通常采用粉末冶金法制备mo-re合金，即先将钼粉与铼粉通过机械混合，再经历压坯和高温烧结工艺制得钼铼合金熟坯，最后通过热塑性变形工艺制成不同型材产品。众所周知，机械混粉方式制备的合金粉体的均匀性和烧结活性较差，且无法避免长时间混料造成的杂质元素引入，从而影响最终产品纯度和性能。为此，行业内尝试采用氧化钼粉与铼酸铵固体进行机械混合，再经分解、氢还原制备钼铼预合金粉末。这种固-固混料方式可通过氢还原实现一定程度mo和re元素的互扩散，制备的粉体均匀性会有较大提升，但制备过程仍无法避免球磨造成的杂质引入，导致最终合金制品的纯度较低。采用液-液混合的方式可以实现原子级别混合，做到mo和re元素的高均匀性分布。专利cn 111112641公布了一种纳米钼铼复合粉末的制备方法，其以钼酸铵与铼酸铵为原料，并配置一定比例的氧化剂和燃料，加水充分搅拌溶解配制成溶液，在一定温度下通过一段时间的恒温搅拌至燃烧反应开始得到前驱体粉末，最终通过氢气还原制备成mo-re预合金粉。但在大批量制粉时，其燃烧反应剧烈，存在一定的安全风险；且燃烧不充分容易导致氧化剂和燃料残留，影响最终粉体的纯度。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种钼铼预合金粉及其采用湿化学法制备的方法，该方法在不降低钼铼预合金粉纯度的前提下，实现了mo和re元素的原子级别混合，并通过氢还原互扩散使mo和re元素充分预合金化，工艺简单且高效安全。

2、本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种湿化学法制备钼铼预合金粉的方法，该方法具体包括以下步骤：

3、s1)按照设计配比分别称取mo源和re源，混合后制成凝胶状沉淀物；

4、s2)将沉淀物进行烘干分解，并将烘干分解后的产物粉碎过200目筛，得到复合氧化物粉末；

5、s3)将过筛后的复合氧化物粉末放入管式炉中，进行氢还原，最终得到钼铼预合金粉。

6、进一步，所述s1)的具体为：

7、s1.1)按照(1-x)mo-xre质量配比，x为3～47.5wt％，分别称取mo源和re源；

8、s1.2)将s1.1)称取的mo源和re源均置于装有去离子水的搅拌釜中进行溶解，在一定温度下油浴搅拌形成的澄清溶液；

9、s1.3)向澄清溶液中加入一定量的络合剂充分搅拌至完全溶解，待水分蒸发后形成凝胶状沉淀物。

10、进一步，所述s1.1)中的所述mo源为四水七钼酸铵，re源为高铼酸铵。

11、进一步，所述s1.2)中所述油浴搅拌温度为90-120℃，澄清溶液的质量分数为10％-30％。

12、进一步，所述s1.3)中络合剂的量按照络合剂与金属离子的摩尔比为0.5～2进行添加。

13、进一步，所述络合剂为草酸、柠檬酸和丙二酸中的至少一种。

14、进一步，所述s2)中烘干设备采用鼓风干燥箱，烘干温度为180～250℃，烘干时间控制在7-9h。

15、进一步，所述s3)中的氢还原为三段氢还原方式，整个氢还原过程中氢气流量保持0.5～2l/min。

16、进一步，所述三段氢还原方式具体为：

17、第一段还原温度为200～250℃，保温时间为1～3h；

18、第二段还原温度为400～600℃，保温时间为1～3h；

19、第三段还原温度为900～1000℃，保温时间2～4h。

20、一种钼铼预合金粉，所述钼铼预合金粉采用上述的制备方法制备得到，所述钼铼预合金粉纯度不低于99.96％。

21、本发明的有益效果是：

22、本发明方法通过液-液混合的方式实现mo和re元素的原子级别混合，协同三段氢还原的方式通过互扩散使mo和re元素实现预合金化，制备出的钼铼预合金粉成分均一、粒度细、纯度高，从而解决固-固机械混合时由于长时间球磨导致的混合不均匀以及杂质引入等问题，有利于提高钼铼合金的组织和成分均匀性以及产品纯度。本发明工艺简单高效、成分自由可调，制备过程可以避免燃烧方式导致的安全风险及燃料残留问题，可以实现高均匀性和高纯度的钼铼预合金粉的制备，非常适合规模化工业生产。

技术特征：

1.一种湿化学法制备钼铼预合金粉的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1)的具体为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1.1)中的所述mo源为四水七钼酸铵，re源为高铼酸铵。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1.2)中所述油浴搅拌温度为90-120℃，澄清溶液的质量分数为10％-30％。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1.3)中络合剂的量按照络合剂与金属离子的摩尔比为0.5～2进行添加。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述络合剂为草酸、柠檬酸和丙二酸中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2)中烘干设备采用鼓风干燥箱，烘干温度为180～250℃，烘干时间控制在7-9h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3)中的氢还原为三段氢还原方式，整个氢还原过程中氢气流量保持0.5～2l/min。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述三段氢还原方式具体为：

10.一种钼铼预合金粉，所述钼铼预合金粉采用如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备得到，所述钼铼预合金粉纯度不低于99.96％。

技术总结
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种湿化学法制备钼铼预合金粉的方法。该方法具体包括以下步骤：按照设计配比分别称取Mo源和Re源，混合后制成凝胶状沉淀物；将沉淀物进行烘干分解，并将烘干分解后的产物粉碎过200目筛，得到复合氧化物粉末；将过筛后的复合氧化物粉末放入管式炉中，进行氢还原，最终得到钼铼预合金粉。本发明的有益效果是：该方法的原料通过液‑液混合的方式实现了原子级别混合，在提升粉体成分均匀性的同时，还能保证预合金粉体的纯度。该制备方法所需原料易得，成本低，同时工艺简单、成分自由可调、流程高效安全，非常适合在工业生产中使用。

技术研发人员：李诵斌,谌日葵,习瑶瑶,李阁平
受保护的技术使用者：江西铜业技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12