一种粉末冶金制备钼合金tzm的方法
专利名称：一种粉末冶金制备钼合金tzm的方法
技术领域：
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，涉及一种采用粉末冶金工艺制备难熔金属合金方法。
背景技术：
TZM钼合金是一种常用的钼合金，由于其具有优良的高温强度、良好的导电性和热膨胀性能，因而其在高温结构件、宇航工业、电子工业和玻璃制造业有很广泛的用途。粉末冶金方法是制备TZM钼合金的一种比较廉价的方法，因而得到了广泛的应用。一般的，常规的粉末冶金TZM钼合金选用的氢化钛和氢化锆粉末的费氏粒度大于20μm，由此带来的问题主要表现在(1)由于第二相颗粒尺寸比较大，随后的烧结过程很难使得其扩散均匀；(2)由于烧结扩散的不均匀导致材料组织的均匀性降低，这不但影响了材料的高温性能，更使得材料在常温表现出脆性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效改善烧结过程材料组织的均匀性，提高材料的性能的粉末冶金制备钼合金TZM的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于是选用费氏粒度在5-10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。
采用本发明的方法制备的钼合金TZM，可以制备出性能优良的TZM板材、棒材和箔材。
本发明的一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时。
(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800-2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
本发明的采用粉末冶金工艺制备钼合金TZM的方法，通过添加颗粒细小的合金元素粉末；由于第二相颗粒尺寸小，使烧结过程扩散均匀；提高了材料组织的均匀性，改善了材料的高温性能和常温脆性；制备了性能优良的TZM钼合金。
图1为采用本发明的方法，烧结后合金的扫描电镜照片；图2为采用本发明的方法制备的合金1550℃退火后的金相图；图3为采用本发明的方法制备的合金锻造加工后1150℃1小时消应力后的金相图。
具体实施例方式
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金。其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时。(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800～2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
实施例1钼粉10公斤，氢化钛50克，氢化锆10克，碳黑6克。在V型混料机中混合，球料比0.2∶1，混料时间24小时。选用直径90mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间4小时。烧结后材料的密度为9.5g/cm3，金相如图1所示。烧结后材料的碳含量为0.01％，氧含量为0.02％，钛含量为0.45％，锆含量为0.06％。
实施例2钼粉10公斤，氢化钛50克，氢化锆10克，碳黑6克。在球磨机中混合，球料比1∶1，混料时间4小时。选用直径90mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间4小时。烧结后材料的化学成分符合标准ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常规工艺将棒材锻造为板坯，板坯厚度25mm左右。采用公知技术轧制、退火和相应的碱洗处理板材，直到板材的厚度为2.4mm左右。测试结果表明该材料的再结晶温度大于1550℃，该温度退火后的扫描电镜照片如图2所示，塑脆转变温度低于常温。其高温的机械性能见表1所示。
表1高温机械性能
实施例3钼粉80公斤，氢化钛400克，氢化锆80克，碳黑48克。在球磨机中混合，球料比1∶1，混料时间1小时。选用直径220mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间6小时。烧结后材料的化学成分符合标准ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常规工艺将棒材锻造到直径为80mm。1150℃1小时退火后其屈服强度为785MPa，抗拉强度852MPa，延伸率28％。相应的金相照片如图3所示。
权利要求
1.一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于是选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时；(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800～2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
全文摘要
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，涉及一种采用粉末冶金工艺制备难熔金属合金方法。其特征在于是选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。本发明的采用粉末冶金工艺制备钼合金TZM的方法，通过添加颗粒细小的合金元素粉末；由于第二相颗粒尺寸小，使烧结过程扩散均匀；提高了材料组织的均匀性，改善了材料的高温性能和常温脆性；制备了性能优良的TZM钼合金。
文档编号B22F9/02GK1962911SQ20061016573
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者奚正平, 谭拴斌, 郭让民, 梁静, 刘宁平, 邓自南, 马煜波 申请人:西部金属材料股份有限公司
技术领域：
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，涉及一种采用粉末冶金工艺制备难熔金属合金方法。
背景技术：
TZM钼合金是一种常用的钼合金，由于其具有优良的高温强度、良好的导电性和热膨胀性能，因而其在高温结构件、宇航工业、电子工业和玻璃制造业有很广泛的用途。粉末冶金方法是制备TZM钼合金的一种比较廉价的方法，因而得到了广泛的应用。一般的，常规的粉末冶金TZM钼合金选用的氢化钛和氢化锆粉末的费氏粒度大于20μm，由此带来的问题主要表现在(1)由于第二相颗粒尺寸比较大，随后的烧结过程很难使得其扩散均匀；(2)由于烧结扩散的不均匀导致材料组织的均匀性降低，这不但影响了材料的高温性能，更使得材料在常温表现出脆性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效改善烧结过程材料组织的均匀性，提高材料的性能的粉末冶金制备钼合金TZM的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于是选用费氏粒度在5-10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。
采用本发明的方法制备的钼合金TZM，可以制备出性能优良的TZM板材、棒材和箔材。
本发明的一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时。
(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800-2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
本发明的采用粉末冶金工艺制备钼合金TZM的方法，通过添加颗粒细小的合金元素粉末；由于第二相颗粒尺寸小，使烧结过程扩散均匀；提高了材料组织的均匀性，改善了材料的高温性能和常温脆性；制备了性能优良的TZM钼合金。
图1为采用本发明的方法，烧结后合金的扫描电镜照片；图2为采用本发明的方法制备的合金1550℃退火后的金相图；图3为采用本发明的方法制备的合金锻造加工后1150℃1小时消应力后的金相图。
具体实施例方式
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金。其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时。(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800～2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
实施例1钼粉10公斤，氢化钛50克，氢化锆10克，碳黑6克。在V型混料机中混合，球料比0.2∶1，混料时间24小时。选用直径90mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间4小时。烧结后材料的密度为9.5g/cm3，金相如图1所示。烧结后材料的碳含量为0.01％，氧含量为0.02％，钛含量为0.45％，锆含量为0.06％。
实施例2钼粉10公斤，氢化钛50克，氢化锆10克，碳黑6克。在球磨机中混合，球料比1∶1，混料时间4小时。选用直径90mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间4小时。烧结后材料的化学成分符合标准ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常规工艺将棒材锻造为板坯，板坯厚度25mm左右。采用公知技术轧制、退火和相应的碱洗处理板材，直到板材的厚度为2.4mm左右。测试结果表明该材料的再结晶温度大于1550℃，该温度退火后的扫描电镜照片如图2所示，塑脆转变温度低于常温。其高温的机械性能见表1所示。
表1高温机械性能
实施例3钼粉80公斤，氢化钛400克，氢化锆80克，碳黑48克。在球磨机中混合，球料比1∶1，混料时间1小时。选用直径220mm的胶套，装料，等静压制，压强2.2t/cm2，保压时间2分钟。在真空感应炉中进行烧结，烧结温度1900℃，保温时间6小时。烧结后材料的化学成分符合标准ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常规工艺将棒材锻造到直径为80mm。1150℃1小时退火后其屈服强度为785MPa，抗拉强度852MPa，延伸率28％。相应的金相照片如图3所示。
权利要求
1.一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于是选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，其特征在于其制备过程依次包括下列过程(1)在钼粉中添加氢化钛、氢化锆和碳黑，使其在合金中所占重量比例为0.4％～0.55％的氢化钛，0.06％～0.12％的氢化锆，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型机混料将钼粉、氢化钛、氢化锆和碳黑研磨混合均匀；球料重量比为2～0.5∶1，混料时间1～24小时；(2)采用等静压或者模压的方法研磨混合后的物料，在压强为1.80～3t/cm2条件下，保压0.5～2分钟压制成坯料；(3)采用真空或者氢气保护气氛烧结压制坯料，烧结温度为1800～2000℃，保温时间2～8小时；(4)采用公知的方法锻造、轧制TZM钼合金棒材、板材和箔材，开坯温度控制为1400～1600℃，加工量为50～95％时进行消应力处理。
全文摘要
一种粉末冶金制备钼合金TZM的方法，涉及一种采用粉末冶金工艺制备难熔金属合金方法。其特征在于是选用费氏粒度在5～10μm，最大颗粒不大于10μm的氢化钛和氢化锆颗粒，采用粉末冶金的方法制备TZM钼合金的。本发明的采用粉末冶金工艺制备钼合金TZM的方法，通过添加颗粒细小的合金元素粉末；由于第二相颗粒尺寸小，使烧结过程扩散均匀；提高了材料组织的均匀性，改善了材料的高温性能和常温脆性；制备了性能优良的TZM钼合金。
文档编号B22F9/02GK1962911SQ20061016573
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者奚正平, 谭拴斌, 郭让民, 梁静, 刘宁平, 邓自南, 马煜波 申请人:西部金属材料股份有限公司
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