一種高強度鉬合金板材的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度鉬合金板材的制備方法，該鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成：0.5?2％的Mo5Si3/Y2O3；余量為平均粒徑＜8μm的純鉬粉基體相，基板上使用激光熔覆工藝一層合金粉末。該方法制備的鉬合金板材，可達到顯著改善和控制材料的組織結構的目的，使得制備的鉬材料強度和韌性能達到完美的匹配，綜合性能優良。
【專利說明】
一種高強度鉬合金板材的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及合金材料制造領域，具體涉及一種高強度鉬合金板材的制備方法。
【背景技術】
[0002]硬質合金具有高強度、高硬度、優良的耐磨性、耐熱性以及良好的抗腐蝕性等特點，因此廣泛應用于高壓、高轉速、高溫、腐蝕性介質等工作環境
鉬及其合金由于具有熔點高、強度大、導電導熱性能好、抗蝕性能強及高溫力學性能良好等優點，被廣泛應用于高溫加熱、玻璃熔煉、高溫結構支撐件等高溫領域。目前，應用于高溫領域的系列主要有TZM板、Mo-La摻雜板材、Mo-Re板及ASK摻雜板材。其中，用于高溫燒結舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La摻雜板材。盡管它們都具有良好的高溫性能，但目前仍然存在著不足之處。如TZM板的低溫韌性不足，塑性成形困難;Mo-Re板材盡管性能優異，但由于Re是稀缺金屬，價格昂貴，加工成本難以控制;Mo-La摻雜板材室溫性能良好，但高溫時具有熱脆性，強度和塑性會同時降低，使其使用壽命受到影響，從而提高生產成本。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種高強度鉬合金板材的制備方法，該方法制備的鉬合金板材，可達到顯著改善和控制材料的組織結構的目的，使得制備的鉬材料強度和韌性能達到完美的匹配，綜合性能優良。
[0004]為了實現上述目的，本發明提供了一種高強度鉬合金板材的制備方法，該鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:0.5-2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量為平均粒徑<8μπι的純鉬粉基體相；
該方法包括如下步驟:
(1)將Mo5Si3/Y2O3,球磨至平均粒徑為100-300nm;
(2)按設計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的Mo5Si3/ Y2O3混合，采用傳統粉末冶金方法進行混合、壓制成燒結板坯；
(3)將所得燒結板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C-2050°C，保溫5-10小時進行燒結；隨爐冷卻后，得到燒結坯；
(4)將得到的燒結坯由室溫加熱至1350°C-1500°C熱乳，道次變形量為20%_35%，總變形量大于80 %時，完成乳制的到基板；
(5)按如下重量百分比準備熔覆的的金屬粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1%彡Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，鉬粉為余量，球磨混合，金屬粉末的粒度范圍為60-100微米；
(6)使用連續光纖激光器，設定熔覆工藝，采用同步送粉方式對步驟(5)中的金屬粉末進行多道熔覆，冷卻至室溫，在基板上制備一層合金涂層；
(7)使用連續光纖激光器，設定重熔工藝，對步驟(6)中制得的合金涂層進行激光表面重熔，冷卻至室溫，獲得鉬合金板材。
[0005]優選的，步驟(6)中的熔覆工藝是指:依次設置激光功率500-1000W，光斑直徑1-2mm，搭接率0.3-0.5，掃描速度500-1000mm/min，同步送粉量為5_15g/min，保護氬氣流量10_20L/min。
[0006]優選的，步驟(7)中的重熔工藝是指:依次設置激光功率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，掃描速度1000-2000mm/min，保護氬氣流量10-20L/min。
[0007]依據上述方法制備的鉬合金板材，可達到顯著改善和控制材料的組織結構的目的，使得制備的鉬材料強度和韌性能達到完美的匹配，綜合性能優良。
【具體實施方式】
[0008]實施例一
本實施例的高強度鉬合金板材的制備方法，該鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:0.5%的Mo5Si3/ Y2O3 ；余量為平均粒徑<8μπι的純鉬粉基體相。
[0009]將Mo5Si3/Υ2Ο3，球磨至平均粒徑為 100-300nm。
[0010]按設計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用傳統粉末冶金方法進行混合、壓制成燒結板還。
[0011 ]將所得燒結板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C，保溫5小時進行燒結；隨爐冷卻后，得到燒結坯。
[0012]將得到的燒結坯由室溫加熱至1350°C熱乳，道次變形量為20 %，總變形量大于80%時，完成乳制的到基板。
[0013]按如下重量百分比準備熔覆的的金屬粉末:Zr 10%,Ni 2%,Si 1%,B 1%、C2%，鉬粉為余量，球磨混合，金屬粉末的粒度范圍為60-100微米
使用連續光纖激光器，設定熔覆工藝，采用同步送粉方式對金屬粉末進行多道熔覆，冷卻至室溫，在基板上制備一層合金涂層。
[0014]使用連續光纖激光器，設定重熔工藝，對制得的合金涂層進行激光表面重熔，冷卻至室溫，獲得鉬合金板材。
[0015]熔覆工藝是指:依次設置激光功率500W，光斑直徑1mm，搭接率0.3，掃描速度500mm/min，同步送粉量為5g/min，保護氬氣流量10L/min。
[0016]重熔工藝是指:依次設置激光功率500W，光斑1mm，搭接率0.3，掃描速度100mm/min，保護氬氣流量10L/min。
[0017]實施例二
本實施例的高強度鉬合金板材的制備方法，該鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量為平均粒徑<8μπι的純鉬粉基體相。
[0018]將Mo5Si3/Υ2Ο3，球磨至平均粒徑為 100-300nm。
[0019]按設計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用傳統粉末冶金方法進行混合、壓制成燒結板還。
[0020]將所得燒結板坯在純氫氣氛下加熱至20500C，保溫1小時進行燒結；隨爐冷卻后，得到燒結坯。
[0021 ]將得到的燒結坯由室溫加熱至1500 0C熱乳，道次變形量為35 %，總變形量大于80%時，完成乳制的到基板。
[0022]按如下重量百分比準備熔覆的的金屬粉末:Zr 15%,Ni 8%,Si 2%,B 5%,C6%，鉬粉為余量，球磨混合，金屬粉末的粒度范圍為60-100微米
使用連續光纖激光器，設定熔覆工藝，采用同步送粉方式對金屬粉末進行多道熔覆，冷卻至室溫，在基板上制備一層合金涂層。
[0023]使用連續光纖激光器，設定重熔工藝，對制得的合金涂層進行激光表面重熔，冷卻至室溫，獲得鉬合金板材。
[0024]熔覆工藝是指:依次設置激光功率1000W，光斑直徑2mm，搭接率0.5，掃描速度1000mm/min，同步送粉量為15g/min，保護氬氣流量20L/min。
[0025]重熔工藝是指:依次設置激光功率2000W，光斑2mm，搭接率0.5，掃描速度2000mm/min，保護氬氣流量20L/min。
[0026]對實施例1-2的產品進行的測試，測試結果顯示:產品的室溫抗拉強度大于895MPa，室溫抗彎強度大于1445MPa，1000°C時的抗拉強度大于545MPa。
【主權項】
1.一種高強度鉬合金板材的制備方法，該鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:0.5-2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量為平均粒徑<8μπι的純鉬粉基體相； 該方法包括如下步驟: (D)ItMo5Si3/ Υ2Ο3，球磨至平均粒徑為 100-300nm; (2)按設計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合，米用傳統粉末冶金方法進行混合、壓制成燒結板還； (3)將所得燒結板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C-2050°C，保溫5-10小時進行燒結；隨爐冷卻后，得到燒結坯； (4)將得到的燒結坯由室溫加熱至13500C-1500V熱乳，道次變形量為20 % -35 %，總變形量大于80 %時，完成乳制的到基板； (5)按如下重量百分比準備熔覆的的金屬粉末:10%彡Zr彡15%、2%彡Ni彡8%、1%彡Si<2%、l%<B<5%、2%<C<6%，鉬粉為余量，球磨混合，金屬粉末的粒度范圍為60-100微米； (6)使用連續光纖激光器，設定熔覆工藝，采用同步送粉方式對步驟(5)中的金屬粉末進行多道熔覆，冷卻至室溫，在基板上制備一層合金涂層； (7)使用連續光纖激光器，設定重熔工藝，對步驟(6)中制得的合金涂層進行激光表面重熔，冷卻至室溫，獲得鉬合金板材。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中的熔覆工藝是指:依次設置激光功率500-1000W，光斑直徑l-2mm，搭接率0.3-0.5，掃描速度500-1000mm/min，同步送粉量為5-15g/min，保護氬氣流量 10_20L/min。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)中的重熔工藝是指:依次設置激光功率500-2000W，光斑l-2mm，搭接率0.3-0.5，掃描速度1000-2000mm/min，保護氬氣流量10-20L/mino
【文檔編號】C22C1/05GK105925864SQ201610387200
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月4日
【發明人】不公告發明人
【申請人】蘇州思創源博電子科技有限公司