專利名稱：一種粉末冶金制備鉬合金tzm的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，涉及一種采用粉末冶金工藝制備難熔金屬合金方法。
背景技術(shù)：
TZM鉬合金是一種常用的鉬合金，由于其具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性和熱膨脹性能，因而其在高溫結(jié)構(gòu)件、宇航工業(yè)、電子工業(yè)和玻璃制造業(yè)有很廣泛的用途。粉末冶金方法是制備TZM鉬合金的一種比較廉價(jià)的方法，因而得到了廣泛的應(yīng)用。一般的，常規(guī)的粉末冶金TZM鉬合金選用的氫化鈦和氫化鋯粉末的費(fèi)氏粒度大于20μm，由此帶來(lái)的問(wèn)題主要表現(xiàn)在(1)由于第二相顆粒尺寸比較大，隨后的燒結(jié)過(guò)程很難使得其擴(kuò)散均勻；(2)由于燒結(jié)擴(kuò)散的不均勻?qū)е虏牧辖M織的均勻性降低，這不但影響了材料的高溫性能，更使得材料在常溫表現(xiàn)出脆性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效改善燒結(jié)過(guò)程材料組織的均勻性，提高材料的性能的粉末冶金制備鉬合金TZM的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，其特征在于是選用費(fèi)氏粒度在5-10μm，最大顆粒不大于10μm的氫化鈦和氫化鋯顆粒，采用粉末冶金的方法制備TZM鉬合金的。
采用本發(fā)明的方法制備的鉬合金TZM，可以制備出性能優(yōu)良的TZM板材、棒材和箔材。
本發(fā)明的一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，其特征在于其制備過(guò)程依次包括下列過(guò)程(1)在鉬粉中添加氫化鈦、氫化鋯和碳黑，使其在合金中所占重量比例為0.4％～0.55％的氫化鈦，0.06％～0.12％的氫化鋯，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型機(jī)混料將鉬粉、氫化鈦、氫化鋯和碳黑研磨混合均勻；球料重量比為2～0.5∶1，混料時(shí)間1～24小時(shí)。
(2)采用等靜壓或者模壓的方法研磨混合后的物料，在壓強(qiáng)為1.80～3t/cm2條件下，保壓0.5～2分鐘壓制成坯料；(3)采用真空或者氫氣保護(hù)氣氛燒結(jié)壓制坯料，燒結(jié)溫度為1800-2000℃，保溫時(shí)間2～8小時(shí)；(4)采用公知的方法鍛造、軋制TZM鉬合金棒材、板材和箔材，開(kāi)坯溫度控制為1400～1600℃，加工量為50～95％時(shí)進(jìn)行消應(yīng)力處理。
本發(fā)明的采用粉末冶金工藝制備鉬合金TZM的方法，通過(guò)添加顆粒細(xì)小的合金元素粉末；由于第二相顆粒尺寸小，使燒結(jié)過(guò)程擴(kuò)散均勻；提高了材料組織的均勻性，改善了材料的高溫性能和常溫脆性；制備了性能優(yōu)良的TZM鉬合金。


圖1為采用本發(fā)明的方法，燒結(jié)后合金的掃描電鏡照片；圖2為采用本發(fā)明的方法制備的合金1550℃退火后的金相圖；圖3為采用本發(fā)明的方法制備的合金鍛造加工后1150℃1小時(shí)消應(yīng)力后的金相圖。
具體實(shí)施例方式
一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，選用費(fèi)氏粒度在5～10μm，最大顆粒不大于10μm的氫化鈦和氫化鋯顆粒，采用粉末冶金的方法制備TZM鉬合金。其制備過(guò)程依次包括下列過(guò)程(1)在鉬粉中添加氫化鈦、氫化鋯和碳黑，使其在合金中所占重量比例為0.4％～0.55％的氫化鈦，0.06％～0.12％的氫化鋯，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型機(jī)混料將鉬粉、氫化鈦、氫化鋯和碳黑研磨混合均勻；球料重量比為2～0.5∶1，混料時(shí)間1～24小時(shí)。(2)采用等靜壓或者模壓的方法研磨混合后的物料，在壓強(qiáng)為1.80～3t/cm2條件下，保壓0.5～2分鐘壓制成坯料；(3)采用真空或者氫氣保護(hù)氣氛燒結(jié)壓制坯料，燒結(jié)溫度為1800～2000℃，保溫時(shí)間2～8小時(shí)；(4)采用公知的方法鍛造、軋制TZM鉬合金棒材、板材和箔材，開(kāi)坯溫度控制為1400～1600℃，加工量為50～95％時(shí)進(jìn)行消應(yīng)力處理。
實(shí)施例1鉬粉10公斤，氫化鈦50克，氫化鋯10克，碳黑6克。在V型混料機(jī)中混合，球料比0.2∶1，混料時(shí)間24小時(shí)。選用直徑90mm的膠套，裝料，等靜壓制，壓強(qiáng)2.2t/cm2，保壓時(shí)間2分鐘。在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度1900℃，保溫時(shí)間4小時(shí)。燒結(jié)后材料的密度為9.5g/cm3，金相如圖1所示。燒結(jié)后材料的碳含量為0.01％，氧含量為0.02％，鈦含量為0.45％，鋯含量為0.06％。
實(shí)施例2鉬粉10公斤，氫化鈦50克，氫化鋯10克，碳黑6克。在球磨機(jī)中混合，球料比1∶1，混料時(shí)間4小時(shí)。選用直徑90mm的膠套，裝料，等靜壓制，壓強(qiáng)2.2t/cm2，保壓時(shí)間2分鐘。在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度1900℃，保溫時(shí)間4小時(shí)。燒結(jié)后材料的化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常規(guī)工藝將棒材鍛造為板坯，板坯厚度25mm左右。采用公知技術(shù)軋制、退火和相應(yīng)的堿洗處理板材，直到板材的厚度為2.4mm左右。測(cè)試結(jié)果表明該材料的再結(jié)晶溫度大于1550℃，該溫度退火后的掃描電鏡照片如圖2所示，塑脆轉(zhuǎn)變溫度低于常溫。其高溫的機(jī)械性能見(jiàn)表1所示。
表1高溫機(jī)械性能

實(shí)施例3鉬粉80公斤，氫化鈦400克，氫化鋯80克，碳黑48克。在球磨機(jī)中混合，球料比1∶1，混料時(shí)間1小時(shí)。選用直徑220mm的膠套，裝料，等靜壓制，壓強(qiáng)2.2t/cm2，保壓時(shí)間2分鐘。在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度1900℃，保溫時(shí)間6小時(shí)。燒結(jié)后材料的化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)ASTM387-90，密度9.5g/cm3。采用常規(guī)工藝將棒材鍛造到直徑為80mm。1150℃1小時(shí)退火后其屈服強(qiáng)度為785MPa，抗拉強(qiáng)度852MPa，延伸率28％。相應(yīng)的金相照片如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，其特征在于是選用費(fèi)氏粒度在5～10μm，最大顆粒不大于10μm的氫化鈦和氫化鋯顆粒，采用粉末冶金的方法制備TZM鉬合金的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，其特征在于其制備過(guò)程依次包括下列過(guò)程(1)在鉬粉中添加氫化鈦、氫化鋯和碳黑，使其在合金中所占重量比例為0.4％～0.55％的氫化鈦，0.06％～0.12％的氫化鋯，0.01％～0.04％的碳黑；采用球磨或者V型機(jī)混料將鉬粉、氫化鈦、氫化鋯和碳黑研磨混合均勻；球料重量比為2～0.5∶1，混料時(shí)間1～24小時(shí)；(2)采用等靜壓或者模壓的方法研磨混合后的物料，在壓強(qiáng)為1.80～3t/cm2條件下，保壓0.5～2分鐘壓制成坯料；(3)采用真空或者氫氣保護(hù)氣氛燒結(jié)壓制坯料，燒結(jié)溫度為1800～2000℃，保溫時(shí)間2～8小時(shí)；(4)采用公知的方法鍛造、軋制TZM鉬合金棒材、板材和箔材，開(kāi)坯溫度控制為1400～1600℃，加工量為50～95％時(shí)進(jìn)行消應(yīng)力處理。
全文摘要
一種粉末冶金制備鉬合金TZM的方法，涉及一種采用粉末冶金工藝制備難熔金屬合金方法。其特征在于是選用費(fèi)氏粒度在5～10μm，最大顆粒不大于10μm的氫化鈦和氫化鋯顆粒，采用粉末冶金的方法制備TZM鉬合金的。本發(fā)明的采用粉末冶金工藝制備鉬合金TZM的方法，通過(guò)添加顆粒細(xì)小的合金元素粉末；由于第二相顆粒尺寸小，使燒結(jié)過(guò)程擴(kuò)散均勻；提高了材料組織的均勻性，改善了材料的高溫性能和常溫脆性；制備了性能優(yōu)良的TZM鉬合金。
文檔編號(hào)B22F9/02GK1962911SQ20061016573
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者奚正平, 譚拴斌, 郭讓民, 梁靜, 劉寧平, 鄧自南, 馬煜波 申請(qǐng)人:西部金屬材料股份有限公司