專利名稱：一種高溫耐氧化抗磨鉬合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，同時(shí)涉及一種該鑰合金的制備方法。
背景技術(shù)：
鑰及其合金具有熔點(diǎn)高、高溫強(qiáng)度高、高溫蠕變速率低、抗熱震性能好、抗磨損性和抗腐蝕性能好等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于化工、冶金エ業(yè)及金屬加工及航空航天工業(yè)和核能技術(shù)等領(lǐng)域。然而，高溫抗氧化能力差和焊接性能差等缺點(diǎn)，限制了鑰金屬及其合金作為結(jié)構(gòu)材料更加廣泛的使用。目前應(yīng)用的鑰合金主要為T(mén)ZM合金、稀土鑰合金、鋁硅鉀摻雜鑰合金，它們各自在不同應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。隨著現(xiàn)代エ業(yè)的發(fā)展，ー些特殊應(yīng)用領(lǐng)域要求材料具有較高的高溫硬度和高溫耐磨性如高溫抗磨領(lǐng)域，典型的產(chǎn)品如金屬壓カ加工行業(yè)用的鑰 頂頭、航空航天用的高溫噴管、高溫鑰舟等。然而傳統(tǒng)的鑰合金由于缺乏足量的耐磨相抵抗磨損，且高溫下在空氣中易于氧化，因而高溫耐磨性不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種具有高溫耐氧化性和抗磨性的鑰合金。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明高溫耐氧化抗磨鑰合金所采用的技術(shù)方案是ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，是由以下重量份的組分組成Cr 5 15%、Ti I. O 5. O %、NbI. O 5. 0%，C O. 25 I. 90%，余量為鑰及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的高溫耐氧化抗磨鑰合金采用如下方法制備I)根據(jù)配方中各組分的重量百分比，取鉻粉、TiH2粉、鈮粉、碳粉和鑰粉均勻混合，得到混合粉末；2)將混合粉末在200 250MPa條件下冷等靜壓制成坯料；3)將坯料在1780 1850°C的氫氣氣氛下燒結(jié)10 20小時(shí)，制得高溫耐氧化抗
磨鑰合金。步驟I)采用混料機(jī)進(jìn)行混料20 30小時(shí)。所述TiH2粉采用鈦粉替代。本發(fā)明的高溫耐氧化抗磨鑰合金中，含有大量的耐磨相(TiC、NbC)和鉻相，組織中的耐磨相能有效的抵抗磨損，而組織中的鉻能有效的抵抗氧化，二者共同作用使制備的鑰合金具有優(yōu)良的高溫耐磨性。本發(fā)明高溫耐氧化抗磨鑰合金的再結(jié)晶溫度達(dá)到1200-1300°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的I. 2 I. 5倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鑰合金的I. 5-2. O倍，在空氣中5000C _800°C條件下的耐磨性為T(mén)ZM鑰合金的I. 5-2. O倍。本發(fā)明的鑰合金配方同時(shí)解決了傳統(tǒng)鑰合金耐磨性與氧化性差的問(wèn)題，且制備エ藝簡(jiǎn)單、易于控制，用常規(guī)的粉末冶金即可制備，因此本發(fā)明具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 8%, TiI. 0%,Nb3. 0%, C O. 25%，余量為鑰，雜質(zhì)含量彡O. 1%0本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的采用如下步驟制備I)根據(jù)上述的組 分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機(jī)進(jìn)行混料30小時(shí)；3)將混合粉末在壓カ220MPa條件下冷等靜壓成形，制成坯料；4)將成形的坯料在1780°C的氫氣氣氛下燒結(jié)10小吋，制得鑰合金。本發(fā)明的鑰合金再結(jié)晶溫度1200°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的I. 25倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鑰合金的I. 6倍，在空氣中600°C條件下的耐磨性為T(mén)ZM鑰合金的I. 5倍。實(shí)施例2本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 15%, Ti4.0%、Nb 2. 0%, C I. 26%，余量為鑰，雜質(zhì)含量 <0.1 %。本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的采用如下步驟制備I)根據(jù)上述的組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機(jī)進(jìn)行混料20小時(shí)；3)將混合粉末在壓カ250MPa條件下冷等靜壓成形，制成坯料；4)將成形的坯料在1850°C的氫氣氣氛下燒結(jié)15小吋，制得鑰合金。本發(fā)明技術(shù)制備的鑰合金再結(jié)晶溫度1270°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.35倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鑰合金的I. 8倍，在空氣中500°C條件下的耐磨性為T(mén)ZM鑰合金的I. 7倍。實(shí)施例3本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 12%, Ti
4.5%, Nb 5. 0%, C I. 90%，余量為鑰，雜質(zhì)含量 <0.1 %。本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的采用如下步驟制備I)根據(jù)上述的組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取鉻粉、鈦粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機(jī)進(jìn)行混料26小時(shí)；3)將混合粉末在壓カ235MPa條件下冷等靜壓成形，制成坯料；4)將成形的坯料在1810°C的氫氣氣氛下燒結(jié)20小吋，制得鑰合金。本發(fā)明技術(shù)制備的鑰合金再結(jié)晶溫度1300°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.5倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鑰合金的2. O倍，在空氣中800°C條件下的耐磨性為T(mén)ZM鑰合金的2. O倍。實(shí)施例4本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 5%, Ti
5.0%,Nb5. 0%, C2. 0%，余量為鑰，雜質(zhì)含量彡O. 1%0本實(shí)施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的采用如下步驟制備I)根據(jù)上述的組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；
2)將上述粉末在混料機(jī)進(jìn)行混料26小時(shí)；3)將混合粉末在壓カ235MPa條件下冷等靜壓成形，制成坯料；4)將成形的坯料在1820°C的氫氣氣氛下燒結(jié)15小吋，制得鑰合金。本發(fā)明技術(shù)制備的鑰合金再結(jié)晶溫度1290°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.40倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鑰合金的2. O倍，在空氣中720°C條件下的耐磨性為T(mén)ZM鑰合金的2. O倍。本發(fā)明的實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限定 本發(fā)明的技術(shù)方案其中原料所采用的TiH2粉也可以采用純Ti粉或二者的混合粉體，也可以通過(guò)本發(fā)明的制備方法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，以上修改和等同替換對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，其應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的所要求保護(hù)的范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，其特征在干是由以下重量份的組分組成Cr 5 15%, Ti L O 5. 0%,Nb L O 5. 0%, C O. 25 L 90%，余量為鑰及不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求I所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的制備方法，其特征在于其步驟如下 1)根據(jù)配方中各組分的重量百分比，取鉻粉、TiH2粉、鈮粉、碳粉和鑰粉均勻混合，得到混合粉末； 2)將混合粉末在200 250MPa條件下冷等靜壓制成坯料； 3)將坯料在1780 1850°C的氫氣氣氛下燒結(jié)10 20小時(shí)，制得高溫耐氧化抗磨鑰I=I O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的制備方法，其特征在于步驟I)采用混料機(jī)進(jìn)行混料20 30小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的制備方法，其特征在于所述TiH2粉采用鈦粉替代。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫耐氧化抗磨鉬合金及其制備方法，其中高溫耐氧化抗磨鉬合金是由以下重量份的組分組成Cr 5～15％、Ti 1.0～5.0％、Nb 1.0～5.0％，C 0.25～1.90％，余量為鉬及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明高溫耐氧化抗磨鉬合金的再結(jié)晶溫度達(dá)到1200-1300℃，高溫抗蠕變性能是TZM鉬合金的12～1.5倍，高溫強(qiáng)度和硬度是TZM鉬合金的1.5-2.0倍，在空氣中500℃-800℃條件下的耐磨性為T(mén)ZM鉬合金的1.5-2.0倍。本發(fā)明的鉬合金配方同時(shí)解決了傳統(tǒng)鉬合金耐磨性與氧化性差的問(wèn)題，且制備工藝簡(jiǎn)單、易于控制，用常規(guī)的粉末冶金即可制備，因此本發(fā)明具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C22C27/02GK102690980SQ20121001129
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者周玉成, 張國(guó)賞, 徐流杰, 李保元, 李繼文, 馬向東, 魏世忠 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)