一种多孔钼合金材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种多孔钼合金材料的制备方法，包括以下步骤：一、制备四钼酸铵；二、制备Al2O3/Mo混合粉末；步骤三、将铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉与Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂和造孔剂球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末；四、冷等静压成型，得到坯料；五、干燥后在氢气气氛下烧结，得到多孔钼合金材料。采用本发明制备的多孔钼合金材料的孔隙分布均匀，孔隙率可以控制调节，能够满足多孔金属材料的使用要求，抗腐蚀能力强，且通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
【专利说明】
一种多孔钼合金材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于稀贵金属材料加工技术领域，具体涉及一种多孔钼合金材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]多孔材料是一种包含大量孔隙的材料，与致密材料不同，其具有密度低、比表面积大、力学性能高、阻尼性能好等特点，属于具有巨大应用潜力的功能结构材料。目前多孔材料已广泛应用于航空航天、石油化工、原子能、环保、医疗、冶金、建筑和电化学等诸多领域，在国民经济中发挥着日益显著的作用。
[0003]多孔金属材料的力学性能、导热性、导电性和抗热震性能很好，但腐蚀抗力和高温氧化抗力不足。
[0004]目前，已发展出很多成熟的多孔金属材料制备工艺，金属钼的熔点为2620°C，在常温和高温条件下强度和弹性模量高、热膨胀系数小、导电和导热性能好，多孔钼制品在与第二相液态金属复合、屏蔽等方面具有独特的性能，被广泛用作高温结构材料。
[0005]然而，正是由于钼的高熔点和高稳定性，导致难以获得液态或离子态，同时，自蔓延高温合成技术等先进制备手段技术理论尚不成熟，过程难以控制。由于金属钼的熔点较高，导致对应的粉末烧结温度也较高，这极易导致粉末压坯在烧结过程中产生收缩，从而影响多孔材料的孔隙率和开孔率。
【发明内容】
[0006]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，提供一种多孔钼合金材料的制备方法。采用该方法制备的多孔钼合金材料的孔隙分布均匀，孔隙率可以控制调节，能够满足多孔金属材料的使用要求，抗腐蚀能力强，且通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能，该制备方法工艺简单，易于控制，经济性好。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0008]步骤一、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液，然后对钼酸铵溶液进行酸沉结晶，之后依次经过真空抽滤、水洗和干燥处理，得到四钼酸铵；
[0009]步骤二、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液，再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀，并采用柠檬酸将混合液的PH值调至1.5?
2.0，静置后得到溶胶，然后将溶胶干燥并粉碎后，在温度为560°C?570°C的条件下煅烧30min?60min，得到Al2O3/钼氧化物混合粉末，之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛，温度为650°C?750°C的条件下还原8h?10h，得到Α?2θ3/Μο混合粉末；
[0010]步骤三、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉，然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末以及过程控制剂和造孔剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液，所述造孔剂为碳酸氢铵和锌粉按质量比(I?2):1混合均匀而成的混合物；
[0011]步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型，得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先，将部分混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，然后以15MPa/min?20MPa/min的加压速率加压至140MPa?150MPa后保压5min，之后以15MPa/min?20MPa/min的降压速率降至常压;接着，将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，然后以25MPa/min?30MPa/min的加压速率加压至280MPa?300MPa后保压Imin?2min，之后以15MPa/min?20MPa/min的降压速率降压至lOOMPa，最后以I OMPa/min?15MPa/min的降压速率降至常压；
[0012]步骤五、将步骤四中所述坯料在温度为45°C?55°C的条件下干燥6h?8h，然后在氢气气氛下，将干燥后的坯料先以15°C/min?20°C/min的升温速率升温至950°C?1000°C后保温3h?5h以脱除造孔剂，再以10°C/min?15°C/min的升温速率升温至1920°C?1950°C后保温1h?13h，然后随炉冷却，得到多孔钼合金材料。
[0013]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述干燥的温度为100°C?110°C，所述干燥的时间为使固体物质的含水量降至0.5g/cm3?0.8g/cm3。
[0014]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μπι?10μπι，Α1203粉的平均粒径为350nm?450nm;步骤三中所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、银粉、错粉、碳粉、猛粉和硼粉的平均粒径均为15μηι?18μηι。
[0015]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述球磨的时间为4h?6h，球磨的速率为280r/min?320r/min，球料质量比为(5?7):1，所述球磨在氮气或惰性气体的保护下进行。
[0016]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述过程控制剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的2%?3%，所述造孔剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的35%?45%。
[0017]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合均匀而成。
[0018]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为50°C?60°C，所述干燥的时间为5h?7h。
[0019]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述部分混合粉末占混合粉末总量的40%?50%。
[0020]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多孔钼合金材料包含以下重量份的成分=Mo 70?72份，Al2O3 9?11份，Cr 6?8份，Y2O3 5?8份，Ti 3?5份，Ni 3?4份，Nb 2?4份，Zr I?3份，C I?2份，Mn I?2份，B 0.1?0.15份。
[0021]上述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-W合金，所述镀覆的方法为:对多孔钼合金材料进行诱导共沉积电镀处理或者化学镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述诱导共沉积电镀处理采用的镀液的PH值为2?4且该镀液包括以下浓度的成分:Ni2+30g/L?50g/L，W042—0.lmol/L?0.2mol/L，络合剂50g/L?80g/L ；所述化学镀处理采用的镀液的口財直为6?10且该镀液包括以下浓度的成分:祖2+38/1?58/1，胃042—0.111101/1?0.2mol/L，络合剂60g/L?85g/L;所述热处理的温度为900°C?1000°C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
[0022]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0023]1、本发明制备的多孔钼合金材料的孔隙率可以根据比例调节，在保证孔隙率的情况下进一步提高了合金的抗磨削性能，钼合金中晶粒都非常细小，显微硬度显著增加，从而达到提高钼合金高温耐磨性能的目的。
[0024]2、本发明通过多元素掺杂和颗粒强化，发挥各元素的相应功能，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0025]3.、本发明多孔合金材料由于其表面覆有镍-钨合金，使其具有良好抗高温氧化效果，在100tC的高温仍能保持良好的强度。
[0026]4、本发明所述的制备方法工艺稳定成熟，能够进行规模化生产，也能够制备表面多孔的梯度材料或多孔粉体材料，且制备的产品质量稳定，整个方法过程工艺简单、易于控制、具有十分广阔的应用前景。
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0028]实施例1
[0029]本实施例所需制备的多孔钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo70份，Al2O3 11份，Cr 6份，Y2O3 8份，Ti 3份，Ni 4份，Nb 2份，Zr 3份，C I份，Mn 2份，B 0.1份。本实施例多孔钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0030]步骤一、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液，然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶，之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤，用纯水冲洗3次以上后，置于干燥箱中于100°C干燥至固体物质的含水量降至0.8g/cm3，得到四钼酸铵；
[0031]步骤二、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液，再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀，并采用柠檬酸将混合液的PH值调至1.5，静置后得到溶胶，然后将溶胶在温度为90°C的条件下加热蒸发后又于125°C真空干燥形成干态凝胶，接着将干态凝胶粉碎后，在温度为570°C的条件下煅烧30min，得到Al2O3/钼氧化物混合粉末，之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛，温度为650°C的条件下还原1h，得到Α1203/Μο混合粉末;所述Α1203/Μο混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μπι，Α1203粉的平均粒径为450nm;
[0032]步骤三、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉，然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末以及过程控制剂和造孔剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液，所述过程控制剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的2%;所述造孔剂为碳酸氢铵和锌粉按质量比1:1混合均匀而成的混合物，所述造孔剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的35 % ；所述球磨的时间为5h，球料质量比为5: I，球磨速率为320r/min，所述球磨在氮气气体保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合配制而成;所述干燥的温度为60°C，干燥的时间为5h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为15μπι;
[0033]步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型，得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先，将部分混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以20MPa/min的加压速率加压至140MPa后保压5min，之后以20MPa/min的降压速率降至常压;接着，将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以25MPa/min的加压速率加压至300MPa后保压lmin，之后以20MPa/min的降压速率降压至10MPa，最后以10MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的 50%;
[0034]步骤五、将步骤四中所述坯料在温度为55°C的条件下干燥6h，然后在氢气气氛下，将干燥后的坯料先以20°C/min的速率升温至950°C后保温5h以脱除造孔剂，再以10°C/min的升温速率升温至1950°C后保温10h，然后随炉冷却，得到孔隙率(孔隙体积分数)约为70%的多孔钼合金材料。
[0035]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0036]实施例2
[0037]本实施例与实施例1的不同之处仅在于:所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-ff 合金，所述镀覆的方法为: 对多孔钼合金材料进行诱导共沉积电镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述诱导共沉积电镀处理采用的镀液的PH值为4且其包括以下浓度的成分:Ni2+50g/L,WO42^0.lmol/L，络合剂为柠檬酸钠，络合剂浓度为80g/L;所述热处理的温度为900°C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
[0038]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0039]实施例3
[0040]本实施例与实施例2的不同之处仅在于:所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-ff 合金，所述镀覆的方法为: 对多孔钼合金材料进行诱导共沉积电镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述诱导共沉积电镀处理采用的镀液的pH值为2且其包括以下浓度的成分:Ni2+30g/L,WO42^0.2mol/L，络合剂为柠檬酸，络合剂浓度为50g/L;所述热处理的温度为1000°C。
[0041]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0042]实施例4
[0043]本实施例所需制备的多孔钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo72份，Al2O3 9份，Cr 8份，Y2O3 5份，Ti 5份，Ni 3份，Nb 4份，Zr I份，C 2份，Mn I份，B 0.15份。本实施例多孔钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0044]步骤一、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液，然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶，之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤，用纯水冲洗3次以上后，置于干燥箱中于110°C干燥至固体物质的含水量降至0.5g/cm3，得到四钼酸铵；
[0045]步骤二、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液，再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀，并采用柠檬酸将混合液的PH值调至2.0，静置后得到溶胶，然后将溶胶在温度为90°C的条件下加热蒸发后又于125°C真空干燥形成干态凝胶，接着将干态凝胶粉碎后，在温度为560°C的条件下煅烧60min，得到Al2O3/钼氧化物混合粉末，之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛，温度为750 0C的条件下还原Sh，得到Α1203/Μο混合粉末;所述Α1203/Μο混合粉末中Mo粉的平均粒径为10μπι，Α1203粉的平均粒径为350nm;
[0046]步骤三、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉，然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末以及过程控制剂和造孔剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液，所述过程控制剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的3%;所述造孔剂为碳酸氢铵和锌粉按质量比2:1混合均匀而成的混合物，所述造孔剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的45%;所述球磨的时间为6h，球料质量比为7:1，球磨速率为280r/min，所述球磨在氮气气体保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合配制而成;所述干燥的温度为50°C，干燥的时间为7h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为18μπι;
[0047]步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型，得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先，将部分混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以15MPa/min的加压速率加压至150MPa后保压5min，之后以15MPa/min的降压速率降至常压;接着，将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以30MPa/min的加压速率加压至280MPa后保压2min，之后以15MPa/min的降压速率降压至10MPa，最后以15MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的 40%;
[0048]步骤五、将步骤四中所述坯料在温度为45°C的条件下干燥8h，然后在氢气气氛下，将干燥后的坯料先以15°C/min的速率升温至1000°C后保温3h以脱除造孔剂，再以15°C/min的升温速率升温至1920°C后保温13h，然后随炉冷却，得到孔隙率(孔隙体积分数)约为75%的多孔钼合金材料。
[0049]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0050]实施例5
[0051]本实施例与实施例4的不同之处仅在于:所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-W合金，所述镀覆的方法为:对多孔钼合金材料进行化学镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述化学镀处理采用的镀液的PH值为10且其包括以下浓度的成分:Ni2+5g/L，W042—0.lmol/L，络合剂为柠檬酸三胺，络合剂浓度为85g/L;所述热处理的温度为900°C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
[0052]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0053]实施例6
[0054]本实施例与实施例5的不同之处仅在于:所述化学镀处理采用的镀液的pH值为6且其包括以下浓度的成分:Ni2+3g/L，W042—0.2mol/L，络合剂为甘氨酸，络合剂浓度为60g/L;所述热处理的温度为1000°C。
[0055]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0056]实施例7
[0057]本实施例所需制备的多孔钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo71份，Al2O3 10份，Cr 7份，Y2O3 6份，Ti 4份，Ni 3.5份，Nb 3份，Zr 2份，C 1.5份，Mn 1.5份，B 0.13份。本实施例多孔钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0058]步骤一、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液，然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶，之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤，用纯水冲洗3次以上后，置于干燥箱中于105°C干燥至固体物质的含水量降至0.6g/cm3，得到四钼酸铵；
[0059]步骤二、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液，再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀，并采用柠檬酸将混合液的PH值调至1.8，静置后得到溶胶，然后将溶胶在温度为90°C的条件下加热蒸发后又于125°C真空干燥形成干态凝胶，接着将干态凝胶粉碎后，在温度为565°C的条件下煅烧45min，得到Al2O3/钼氧化物混合粉末，之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛，温度为700 0C的条件下还原9h，得到Α1203/Μο混合粉末;所述Α1203/Μο混合粉末中Mo粉的平均粒径为8μπι，Α1203粉的平均粒径为400nm;
[0060]步骤三、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉，然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末以及过程控制剂和造孔剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液，所述过程控制剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的2.5%;所述造孔剂为碳酸氢铵和锌粉按质量比1.5:1混合均匀而成的混合物，所述造孔剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的40% ;所述球磨的时间为4h，球料质量比为6:1，球磨速率为300r/min，所述球磨在惰性气体保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合配制而成;所述干燥的温度为55°C，干燥的时间为6h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为17ym;
[0061]步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型，得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先，将部分混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以18MPa/min的加压速率加压至145MPa后保压5min，之后以18MPa/min的降压速率降至常压;接着，将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，将装好粉体的胶套装入铁笼，浸入液压液体中；然后以27MPa/min的加压速率加压至290MPa后保压1.5min，之后以18MPa/min的降压速率降压至I OOMPa，最后以12MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的45%;
[0062]步骤五、将步骤四中所述坯料在温度为50°C的条件下干燥7h，然后在氢气气氛下，将干燥后的坯料先以18°C/min的速率升温至980°C后保温4h以脱除造孔剂，再以13°C/min的升温速率升温至1940°C后保温12h，然后随炉冷却，得到孔隙率(孔隙体积分数)约为72%的多孔钼合金材料。
[0063]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0064]实施例8
[0065]本实施例与实施例7的不同之处仅在于:所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-ff 合金，所述镀覆的方法为: 对多孔钼合金材料进行诱导共沉积电镀处理或者化学镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述诱导共沉积电镀处理采用的镀液的pH值为3且其包括以下浓度的成分:Ni2+40g/L，W042—0.15mol/L，络合剂为柠檬酸，络合剂浓度为60g/L;所述热处理的温度为950°C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
[0066]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0067]实施例9
[0068]本实施例与实施例7的不同之处仅在于:所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-W合金，所述镀覆的方法为:对多孔钼合金材料进行化学镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述化学镀处理采用的镀液的PH值为8且其包括以下浓度的成分:Ni2+4g/L，W042—0.15mol/L，络合剂为柠檬酸三胺，络合剂浓度为75g/L;所述热处理的温度为9500C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
[0069]本实施例通过多元素掺杂和颗粒强化，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0070]上述实施例中酸沉结晶制备四钼酸铵可采用现有工艺，也可采用如下优选工艺:配制比重为1.14g/cm3?1.16g/cm3的钼酸铵溶液，过滤后打入酸沉结晶釜中，搅拌并通入硝酸，当溶液PH值达到4时，停止加酸;之后检测结晶釜内溶液温度并保持温度为50°C ± 5°C，继续缓慢加酸；当PH值达到2?2.5时，停止加酸;开启结晶釜阀门，使料液流入过滤器内；当物料抽干后，进行淋洗及脱水;之后将离心机内的物料盛装到塑料袋内，并将塑料袋口扎紧;将装有物料的塑料袋转移至烘干室内，启动蒸汽阀升温，当温度升到70±5°C时停止升温，保持该温度6h?7h;烘干时间达到后，将物料移到不锈钢料盘中，在70±5°C的条件下继续烘干2h?4h后，即结晶完成。
[0071]上述实施例中造孔剂的锌粉可采用现有的锌粉产品，也可采用如下优选工艺制得:以天然气作为加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高;投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至520?580 °C时，锌锭熔化成锌水;将锌水导入反射炉或精炼锅中，以天然气为加热源，控制熔池温度470°C?480°C，静置30h，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；将分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在590 °C?610 °C ;将熔体精炼锌导入铅塔内，控制温度为900 °C?1000 °C使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离;从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，控制镉塔燃烧室温度850°C?900°C，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中，锌粉冷凝器由水循环来降温;锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90°C?110°C，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存;将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉，再从分级机底部通过输送管道送入成品料仓，所述输送管道内通入CO2气体，并保持正压。
[0072]本发明多孔钼合金材料的孔隙率可以根据比例在70%?75%范围内调节，在保证孔隙率的情况下进一步提供了合金的抗磨削性能，钼合金中晶粒都非常细小，显微硬度显著增加，从而达到提高钼合金高温耐磨性能的目的;本发明通过多元素掺杂和颗粒强化，发挥各元素的相应功能，降低了钼合金脆性，使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。本发明多孔钼合金材料表面可镀覆镍-钨合金，使其具有良好耐高温氧化效果，在100tC的高温仍能保持良好的强度。本发明所述的制备方法工艺成熟，可以进行规模化生产，也可以制备表面多孔的梯度材料或多孔粉体材料，且制备的产品质量稳定，整个方法过程工艺简单、易于控制、具有十分广阔的应用前景。
[0073]以上所述实施例，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。
【主权项】
1.一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液，然后对钼酸铵溶液进行酸沉结晶，之后依次经过真空抽滤、水洗和干燥处理，得到四钼酸铵； 步骤二、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液，再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀，并采用柠檬酸将混合液的PH值调至1.5?2.0，静置后得到溶胶，然后将溶胶干燥并粉碎后，在温度为560°C?570°C的条件下煅烧30min?60min，得到Al2O3/钼氧化物混合粉末，之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛，温度为650°C?750°C的条件下还原8h?10h，得到Α1203/Μο混合粉末； 步骤三、按照需制备多孔钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉，然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Α1203/Μο混合粉末以及过程控制剂和造孔剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀，干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液，所述造孔剂为碳酸氢铵和锌粉按质量比(I?2):1混合均匀而成的混合物； 步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型，得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先，将部分混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，然后以15MPa/min?20MPa/min的加压速率加压至140MPa?150MPa后保压5min，之后以15MPa/min?20MPa/min的降压速率降至常压;接着，将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实，抽除胶套内空气后密封胶套，然后以25MPa/min?30MPa/min的加压速率加压至280MPa?300MPa后保压Imin?2min，之后以15MPa/min?20MPa/min的降压速率降压至lOOMPa，最后以1MPa/min?15MPa/min的降压速率降至常压； 步骤五、将步骤四中所述坯料在温度为45°C?55°C的条件下干燥6h?8h，然后在氢气气氛下，将干燥后的坯料先以15°C/min?20°C/min的升温速率升温至950°C?1000°C后保温3h?5h以脱除造孔剂，再以10°C/min?15°C/min的升温速率升温至1920°C?1950°C后保温1h?13h，然后随炉冷却，得到多孔钼合金材料。2.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述干燥的温度为100°C?110°C，所述干燥的时间为使固体物质的含水量降至0.5g/cm3?0.8g/Cm303.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述AI2O3/M0混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μπι?10μπι，Α?203粉的平均粒径为350nm?450nm;步骤三中所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为15μπι?18μπι04.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述球磨的时间为4h?6h，球磨的速率为280r/min?320r/min，球料质量比为(5?7):1，所述球磨在氮气或惰性气体的保护下进行。5.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述过程控制剂的加入量为Α1203/Μο混合粉末质量的2%?3%，所述造孔剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的35%?45%。6.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合均匀而成。7.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为50 0C?60 °C，所述干燥的时间为5h?7h。8.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述部分混合粉末占混合粉末总量的40%?50%。9.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多孔钼合金材料包含以下重量份的成分:Mo 70?72份，Al2O3 9?11份，Cr 6?8份，Y2O3 5?8份，Ti 3?5份，Ni 3?4份，Nb 2?4份，Zr I?3份，C I?2份，Mn I?2份，B 0.1?0.15份。10.根据权利要求1所述的一种多孔钼合金材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述多孔钼合金材料的表面还镀覆有N1-W合金，所述镀覆的方法为:对多孔钼合金材料进行诱导共沉积电镀处理或者化学镀处理，然后置于热处理炉中，在氢气与氮气的混合气体的保护下进行热处理;所述诱导共沉积电镀处理采用的镀液的PH值为2?4且该镀液包括以下浓度的成分:Ni2+30g/L ?50g/L，W042—0.1mol/L ?0.2mol/L，络合剂 50g/L ?80g/L;所述化学镀处理采用的镀液的pH值为6?10且该镀液包括以下浓度的成分:Ni2+3g/L?5g/L，W042 一0.1mol/L?0.2mol/L，络合剂60g/L?85g/L;所述热处理的温度为900°C?1000°C，所述热处理的时间为0.5h;所述氢气与氮气的混合气体中氢气与氮气的体积比为2:1。
【文档编号】C22C27/04GK105907999SQ201610333024
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】赵虎
【申请人】金堆城钼业股份有限公司