專利名稱：一種含有納米稀土氧化物鉬合金粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，特別涉及含有納米稀土氧化物的鉬合金粉制 備方法。
技術(shù)背景目前，鉬合金強(qiáng)韌化的研究開發(fā)重點(diǎn)和發(fā)展方向多以摻雜第二相顆粒彌 散強(qiáng)化為主，尤其以添加稀土氧化物的研究為熱點(diǎn)領(lǐng)域。其中氧化物摻雜鉬合金是目前應(yīng)用最廣泛的鉬合金。此類摻雜鉬合金制備比ASK摻雜鉬合金制 備簡單方便，效果更明顯。己有研究結(jié)果表明，摻雜稀土氧化物的鉬絲較純鉬絲具有更高的再結(jié)晶溫度和室溫強(qiáng)度，并具有更好的高溫抗下垂性能；在一定添加范圍內(nèi)，隨著稀土氧化物含量的增加，所制備鉬合金材料強(qiáng)度增加，再結(jié)晶溫度也得到提高；添加稀土氧化物的的鉬合金還表現(xiàn)出極好的抗蠕變 性能和延展性。盡管稀土氧化物摻雜鉬合金材料的研制成功在一定程度上解決了鉬合金 材料深加工困難和強(qiáng)度不足的問題，但目前液固摻雜法生產(chǎn)稀土氧化物摻雜 鉬合金材料過程中因存在第二相顆粒的尺度不易控制，基本為微米量級，難 以獲得均勻分布的納米量級的第二相顆粒等問題，因此對鉬合金的強(qiáng)韌化效 果有限，而且，使用該制備方法過程中增加第二相的體積分?jǐn)?shù)則必然會引起 第二相顆粒的團(tuán)聚，導(dǎo)致鉬合金材料韌性降低，深加工性能明顯下降，在相 當(dāng)程度上限制了高性能鉬合金材料在制備關(guān)鍵技術(shù)上獲得突破，也制約了市場迫切需求的高附加值鉬合金深加工產(chǎn)品的開發(fā)和廣泛應(yīng)用。因此為進(jìn)一步提高鉬合金的強(qiáng)韌性，迫切需要開發(fā)一種可在鉬合金基體 中獲得細(xì)小(尤其是納米尺度)第二相顆粒，同時還要保證鉬合金具有細(xì)小 的晶粒以不降低材料的韌性的技術(shù)，為解決這一難題，首先需要解決的關(guān)鍵 技術(shù)就是要獲得含有納米稀土氧化物的細(xì)小鉬合金粉的制備技術(shù)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種含有納米稀土氧化物的鉬合金粉的制備方 法，以解決由于傳統(tǒng)稀土氧化物摻雜鉬合金粉中稀土氧化物和鉬晶粒尺寸大， 而造成采用該粉所制備的鉬合金強(qiáng)度和韌性低的技術(shù)難題。本發(fā)明制備的鉬 合金粉中含有的稀土氧化物為納米尺度，分布均勻，同時鉬粉晶粒尺寸也細(xì) 小。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所提供的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉制備方法，步驟如下 以稀土二鉬酸銨為原料(該原料的制備方法請參考國家發(fā)明專利ZL0410073414.3)，根據(jù)最終所要制備鉬合金中含有的稀土氧化物種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取相應(yīng)的稀土二鉬酸銨粉末；將稀土二鉬酸銨粉末焙解，焙解在氫氣保護(hù)氣氛爐中進(jìn)行，溫度為360-390°C，時間l-3h,所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3-0.5Pa，流量為0.5-1.0mVh;對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩處理，要求粉末粒度小于6(V/W;對焙解過篩后的粉料進(jìn)行二段還原處理， 一段還原的溫度為430-530°C， 時間l-1.5h，， 二段還原的溫度為900-110(TC，時間為l-1.5h，還原過程中所 通氫氣的壓強(qiáng)為0.3-0.5Pa，流量為0.5-1.0m3/h,即可得到含有納米稀土氧化物的鉬合金粉。本發(fā)明所制備的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉中含有氧化鑭La203、 氧化鈰Ce02、氧化釔￥203其中的一種或其兩兩組合或三種組合，鉬合金中 彌散分布的稀土氧化物顆粒的平均尺度為30-80nm，鉬晶粒費(fèi)氏粒度為 1.0-4.0 Ami,其中稀土氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍為0.2-4.0°/0。本發(fā)明解決的技術(shù)關(guān)鍵在于選擇稀土二鉬酸銨為原材料制備含有納米 稀土氧化物的鉬合金粉，即通過稀土氧化物和鉬的分子級別摻雜技術(shù)的實(shí)現(xiàn)， 使得所制備的鉬合金粉中稀土氧化物顆粒細(xì)小而且分布均勻，從而為進(jìn)一步 得到具有高強(qiáng)度、高韌性的鉬合金材料和產(chǎn)品提供了保證。本發(fā)明效果體現(xiàn)在(1) 本發(fā)明提出的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉制備方法，以稀土 二鉬酸銨為原材料，工藝簡捷，設(shè)備要求低，避免了雜質(zhì)元素的帶入，生產(chǎn) 成本低，產(chǎn)量大，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。(2) 采用本發(fā)明技術(shù)所制備的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉中稀土 氧化物尺寸均勻細(xì)小且和鉬混合均勻，分布彌散，平均顆粒尺寸為30-80nm。(3) 采用本發(fā)明技術(shù)所制備的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉中鉬晶 粒尺寸細(xì)小，費(fèi)氏粒度為1.0-4.0pm。(4) 本發(fā)明所制備的含有納米稀土氧化物的鉬合金粉為獲得更高強(qiáng)韌 性的鉬合金產(chǎn)品提供了可能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一稱取含0.2wt。/。氧化鑭的稀土二鉬酸銨粉末1000克，在360'C下進(jìn)行焙解，焙解時間1.5h,焙解過程通氫氣保護(hù)，所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3Pa，流量為 0.5m3/h，對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩處理，要求粉末粒度小于50Am， 之后先在45(TC進(jìn)行還原，時間lh，然后在95(TC進(jìn)行還原，還原時間1.5h， 還原過程中所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3Pa，流量為0.5m3/h。即可得到含有氧化鑭 顆粒的平均尺寸為36nm，鉬晶粒費(fèi)氏粒度為2.3 的鉬合金粉。 實(shí)施例二稱取含0.9wt。/。氧化鑭的稀土二鉬酸銨粉末1000克，在37(TC下進(jìn)行焙 解，焙解時間1.5h,焙解過程通氫氣保護(hù)，所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3Pa，流量為 0.6m3/h,對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩處理，要求粉末粒度小于45prn， 之后先在48(TC進(jìn)行還原，時間l.lh，然后在1050'C進(jìn)行還原，還原時間1.4h, 還原過程中所通氫氣的壓強(qiáng)為0.4Pa，流量為0.6mVh。即可得到含有氧化鑭 顆粒的平均尺寸為54nm，鉬晶粒費(fèi)氏粒度為1.3^m的鉬合金粉。實(shí)施例三稱取含1.2wty。氧化鑭和1.2wte/。氧化鈰的稀土二鉬酸銨粉末1000克，在 390'C下進(jìn)行焙解，焙解時間1.5h，焙解過程通氫氣保護(hù)，所通氫氣的壓強(qiáng)為 0.3Pa，流量為0.8m3/h,對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩處理，要求粉末粒 度小于60//m，之后先在500'C進(jìn)行還原，時間1.2h，然后在IOO(TC進(jìn)行還原， 還原時間1.3h，還原過程中所通氫氣的壓強(qiáng)為0.4Pa，流量為0.8m3/h。即可 得到含有氧化鑭顆粒的平均尺寸為63nm，鉬晶粒費(fèi)氏粒度為3.0 /mi的鉬合 金粉。實(shí)施例四稱取含1.2城％氧化鑭、1.2wt。/。氧化鈰和1.2wtn/。氧化釔的稀土二鉬酸銨粉末1000克，在38(TC下進(jìn)行焙解，焙解時間1.5h，焙解過程通氫氣保護(hù)， 所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3Pa,流量為1.0mVh，對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩 處理，要求粉末粒度小于50um,之后先在530'C進(jìn)行還原，時間1.5h，然后 在IIO(TC進(jìn)行還原，還原時間1.5h，還原過程中所通氫氣的壓強(qiáng)為0.5Pa, 流量為1.0m3/h。即可得到含有氧化鑭顆粒的平均尺寸為73nm,鉬晶粒費(fèi)氏 粒度為2.5 pm的鉬合金粉。
權(quán)利要求
1、一種含有納米稀土氧化物鉬合金粉的制備方法，其特征在于，步驟如下將稀土二鉬酸銨晶體粉末焙解，焙解在氫氣保護(hù)氣氛爐中進(jìn)行，溫度為360-390℃，時間1-3h，所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3-0.5Pa，流量為0.5-1.0m3/h；對焙解后的物料進(jìn)行球磨、過篩處理，要求混合粉末粒度小于60μm；對焙解過篩后的粉料進(jìn)行二段還原處理，一段還原的溫度為430-530℃，時間1-1.5h，所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3-0.5Pa，流量為0.5-1.0m3/h；二段還原的溫度為900-1100℃，所通氫氣的壓強(qiáng)為0.3-0.5Pa，流量為0.5-1.0m3/h，時間1-1.5h，即得到含有納米稀土氧化物的鉬合金粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有納米稀土氧化物的鉬合金粉制備方法，該方法以稀土二鉬酸銨晶體為原料，采用焙燒和氫氣還原的方法得到含有納米尺度稀土氧化物和鉬金屬的混合粉末，該鉬合金粉中稀土氧化物的尺度范圍為30-80nm，均勻彌散分布在鉬粉基體上，鉬粉顆粒尺寸細(xì)小，晶粒費(fèi)氏粒度為1.0-4.0μm。本發(fā)明所制備的含有納米稀土氧化物摻雜鉬合金粉，具有工藝簡單、成本低、稀土氧化物細(xì)小且分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，為制備高強(qiáng)度和高韌性的鉬合金材料提供了保證。
文檔編號B22F9/16GK101327520SQ20081015046
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者丁向東, 剛 劉, 軍 孫, 孫院軍, 張國君, 峰 江 申請人:西安交通大學(xué)