CN100574908C - 一种悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子束悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法，该方法是将钼铼合金烧结条经电子束悬浮熔炼，获得圆棒形铸锭，第一火次高温轧制，平行铸锭轴向喂料，轧制速度300～400mm/min，保温1小时，经三道次轧制到规定厚度，第二火次高温加热，保温1小时，轧制速度300～400mm/min，换向轧制到规定厚度，第三火次高温加热，保温30分钟，经三道次轧到规定厚度，退火后转冷轧。本发明减小了单一滑移面位错运动量，降低了位错运动速度，控制了位错运动方向，避免了晶界处位错堆积产生的裂纹，可保证开坯不裂，保证热加工过程顺利进行，可获得晶粒细小、尺寸均匀的合格板材，其纯度达99.99%以上。

Description

一种悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法

技术领域

本发明属金属压力加工技术领域，涉及一种合金铸锭的热加工方法，具体涉及一种悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法。

背景技术

在电真空器件中服役的钼铼合金材料对杂质含量，特别是气体杂质含量有很高的要求，目的在于减少高温状态下材料的放气，提高元器件的性能稳定性和使用寿命。而减少杂质含量，提高材料纯度最有效的方法是对原料进行电子束悬浮熔炼，这种熔炼方式利用真空室内电子束轰击上料使其熔化，下部底座伸出坩埚之外，承接熔融上料，靠表面张力维持熔池稳定而不溢流，随着轰击作用的进行上下料稳步下降，维持熔池在一固定区域最终获得熔炼铸锭，整个熔炼过程材料不接触坩埚，避免了坩埚的污染，熔炼时间较长，使杂质元素充分挥发，被真空泵抽走。因此，熔炼铸锭的纯度很高，一般可达99.99％以上。

然而，任何事物总有两面性，电子束悬浮熔炼在提高纯度的同时也带来了不利的因素，这就是铸锭的晶粒非常粗大。对钼铼合金而言，熔炼时晶粒特别容易长大，有时会出现从头至尾为一束树枝状晶，单一晶粒尺寸可达

以上，如此大的晶粒给压力加工带来了很大困难。采用锻造的方法热开坯，易出现沿晶劈裂，很难加工成材。挤压开坯材料承受压应力，加工效果会好些，但对铸锭尺寸有一定要求，当铸锭尺寸很小或很大时，无法进行挤压开坯。

发明内容

本发明的目的在于针对现有加工技术的不足，提供一种工艺简单，开坯过程中可避免铸锭沿晶劈裂的悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法，以获得晶粒细小、尺寸均匀的钼铼合金板材。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法，其特征在于其热加工过程为：

以粉末冶金钼铼合金条为原料，其中钼、铼的重量百分比为Mo50-80％、Re20-50％，将钼铼合金条放入真空炉中进行电子束悬浮熔炼，获得圆棒形铸锭，扒皮后在板材轧机上进行热轧；第一火次轧制温度为1200℃～1800℃，保温1小时，平行铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率控制在45-55％；第二火次轧制加热温度为1200℃～1800℃，保温1小时，垂直铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率55-65％；第三火次加热温度1100℃～1700℃，保温30分钟，垂直铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率65-75％，退火后转冷轧。

本发明采用直接轧制开坯的方法，减小了单一滑移面位错运动量，降低了位错运动速度，控制了位错运动方向，避免了晶界处位错堆积产生的裂纹，可有效地防止沿晶开裂。轧制过程需掌握的要点如下：

首先，要控制喂料方向，即：第一火次必须平行铸锭的轴向喂料。在轧制力的作用下，剪切滑移在与树枝状晶轴向成45°角的平面上发生，滑移面积较小，不会形成大范围劈裂。

第二，要适当降低轧辊转速，使变形速率降低，冲击作用减小，剪切滑移可以分散到一组平行的滑移面上，而使每一层面的滑移量减少，位错运动速度降低，位错塞积形成裂纹的可能性减小。

第三，要适当减小道次压下量，作用原理也是使滑移量减小，位错塞积程度降低，产生裂纹的可能性减小。

第四，要适当提高轧制温度，使材料塑性提高，作用原理是材料适应剪切变形的能力增强，产生裂纹的可能性降低。

第五，要适当延长第二火次的加热时间，使第一火次热加工形成的变形组织回复再结晶，成为细小的等轴晶，而细晶粒材料承受外力的能力增强，开裂的可能性减小。第二火次轧制垂直原铸锭轴向喂料，这时因材料已回复再结晶为细小等轴晶而非树枝状晶，换向轧制不易开裂。换向喂料可使板材尺寸灵活控制，得到所需规格的板材。

本发明与现有锻造开坯技术相比具有以下优点：采用较高的加热温度，长时间保温，较低的轧制速度，平行铸锭轴向喂料，小压下量，多道次轧制；第二火次高温长时间加热，换向轧制，避免了锻造时的冲击作用，减小了单一滑移面位错运动量，避免了晶界处位错堆积产生的裂纹，可保证开坯不裂，保证热加工过程顺利进行，可获得晶粒细小、尺寸均匀的合格板材。

下面通过实施例详细说明本发明，但是本发明的保护范围不仅限于以下实施例。

具体实施方式

实施例1

按重量百分比计，钼铼合金中Mo59％、Re41％，将钼铼合金烧结条放入真空炉中进行电子束悬浮熔炼，获得Φ30×300mm铸锭；在板材轧机上热轧，氢气炉加热，温度1200℃～1800℃，保温1小时。第一火次轧制平行铸锭轴向喂料，轧辊线速度为400mm/min，经三道次轧到厚度15mm。第二火次加热到1200℃～1800℃，保温1小时，轧辊线速度400mm/min，垂直铸锭轴向喂料轧制到厚度7mm。第三火次加热温度1100℃～1700℃，保温30分钟，轧制到厚度3mm，退火后转冷轧。制得晶粒细小、尺寸均匀的合格钼铼合金板材，纯度达99.99％以上。

实施例2

按重量百分比计，钼铼合金中Mo75％、Re25％，将钼铼合金烧结条放入真空炉中进行电子束悬浮熔炼，获得Φ30×300mm铸锭，在板材轧机上热轧，氢气炉加热，温度1200℃～1800℃，保温1小时。第一火次轧制平行铸锭轴向喂料，轧辊线速度400mm/min，经三道次轧到厚度15mm。第二火次加热温度1200℃～1800℃，保温1小时，轧辊线速度400mm/min，垂直铸锭轴向喂料轧制到厚度7mm。第三火次加热温度1100℃～1700℃，保温30分钟，轧制到3mm厚，退火后转冷轧，制得晶粒细小、尺寸均匀的合格钼铼合金板材，纯度达99.99％以上。

实施例3

按重量百分比计，钼铼合金中Mo59％、Re41％，将钼铼合金烧结条放入真空炉中进行电子束悬浮熔炼，获得铸锭尺寸Φ45×300mm；在板材轧机上热轧，氢气炉加热，温度1200℃～1800℃，保温1小时，轧辊线速度300mm/min，第一火次轧制平行铸锭轴向喂料，经三道次轧到25mm厚。第二火次1200℃～1800℃，保温1小时，轧辊线速度300mm/min，垂直铸锭轴向喂料轧制到10mm厚。第三火次1100℃～1700℃，保温30分钟，轧制速度400mm/min，三道次轧到3mm厚，退火后转冷轧，制得晶粒细小、尺寸均匀的合格钼铼合金板材，纯度达99.99％以上。

Claims (1)

1、一种悬浮熔炼钼铼合金铸锭的热加工方法，其特征在于其热加工过程为：

以粉末冶金钼铼合金条为原料，其中钼、铼的重量百分比为Mo50-80％、Re20-50％，将钼铼合金条放入真空炉中进行电子束悬浮熔炼，获得Φ30×300mm、Φ45×300mm的圆棒形铸锭，扒皮后在板材轧机上进行热轧；第一火次轧制温度为1200℃～1800℃，保温1小时，平行铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率控制在45-55％；第二火次轧制加热温度为1200℃～1800℃，保温1小时，垂直铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率55-65％；第三火次加热温度1100℃～1700℃，保温30分钟，垂直铸锭轴向喂料，轧辊线速度300～400mm/min，经三道次轧制，总加工率65-75％，退火后转冷轧。