CN102069191B - 一种难熔金属管材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种难熔金属管材的制备方法，涉及一种用于钼、钨及其合金管材的近净成型的制备方法。其特征在于其制备过程的步骤依次包括：（1）将难熔金属粉经过压制成型、烧结和机械加工制备管坯；（2）在制得的管坯管腔中用氧化铝粉密实填充；（3）填充氧化铝粉的管坯进行旋锻加工；（4）进行热处理；（5）机械加工得到难熔金属管产品。本发明的方法，与烧结态管材相比，制备的管材密度高，晶粒细化且均匀，缺陷少，且管材性能得到改善，且少切屑、生产效率高、钨、钼管直径灵活可调并且具有明显的成本优势。此法生产简单，投资少，工艺流程短，金属损耗小，综合成品率高，见效快，能够方便快捷地大量生产不同规格的钼、钨及其合金管材。
Description
技术领域
一种难熔金属管材的制备方法，涉及一种用于钼、钨及其合金管材的近净成型的制备方法。
背景技术
钼、钨及其合金由于具有较高的强度、硬度和耐蚀性能，在宇航、冶金等部门得到广泛地应用。含钨25%和30%的钼基合金管材，具有极好的防止熔融锌腐蚀的性能，可用于制作熔融锌泵和电解锌电极、核燃料提纯和电镀等设备管路、搅拌轴等。钼、钨及其合金管材还可以作为热电偶套管和其他耐高温套管。一般的，对于长径比较大的难熔金属管材，制备方法有焊接和深孔钻。焊接通常采用电子束或激光焊接，这种方法的缺点是生产成本高，焊缝周围晶粒粗大，易成为缺陷源。深孔钻是通过机械设备将实心金属坯料加工成孔的方法，该方法的缺点是生产成本高，生产效率低且材料利用率低，对于直径较小的钼、钨及其合金管材，甚至无法加工。因此，需要一种能够方便快捷地大量生产不同直径规格的钼、钨及其合金管材。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种管材密度高、晶粒细化且均匀、缺陷少，有效改善管材性能，能方便快捷地生产不同直径规格的难熔金属管材的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤依次包括：
（1）将难熔金属粉经过压制成型、烧结和机械加工制备管坯；
（2）在制得的管坯管腔中用氧化铝粉密实填充；
（3）填充氧化铝粉的管坯进行旋锻加工；
（4）进行热处理；
（5）机械加工得到难熔金属管产品。
本发明的一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其步骤（1）的烧结采用真空感应炉，烧结时在真空感应炉里，压制成型的管坯底部垫有氧化锆沙层、上部压有与压制成型的管坯形状匹配的环状压块。
本发明的一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其步骤（3）是将填充氧化铝粉的管坯在氢气保护下加热至1200℃～1500℃，保温时间5~30分钟，后进行旋锻加工的。
本发明的一种难熔金属管材的制备方法，采用常规的压制、烧结、机械加工、旋锻后絷处理及加工工艺过程。烧结工序是预制难熔金属管材的最重要环节，炉温分布不均匀和炉底磨擦阻力的影响造成压坯在烧结时收缩率因为部位不同而不一致是造成烧结变形的主要原因，为此在真空感应炉的底部垫一层氧化锆细沙，再在上面加上几个同样大小未烧结的压坯环，使烧结变形降低到最小程度。
本发明的一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其填料的选择。填料的选择依据高温性能和粉末填充效果，选择耐高温的氧化铝粉末作为填充材料，粒度选择为2~4mm。
本发明的一种难熔金属管材的制备方法，管坯经过旋锻或精锻后，密度得到提高，再通过扩孔机械加工得到所需直径和长度的管材。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）与烧结态管材相比，本发明制备的管材密度高，晶粒细化且均匀，缺陷少，制备尺寸范围：外径f6~f90mm，内径f5~f80mm，长度50~5000mm。（2）本发明提供的方法，有明显的成本优势，且管材性能得到改善。本发明的方法少切屑、生产效率高、钨、钼管直径灵活可调并且具有明显的成本优势。此法生产简单，投资少，工艺流程短，金属损耗小，综合成品率高，见效快，能够方便快捷地大量生产不同规格的钼、钨及其合金管材。
具体实施方式
一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤依次包括：（1）将难熔金属粉经过压制成型、烧结和机械加工制备管坯；（2）在制得的管坯管腔中用氧化铝粉密实填充；（3）填充氧化铝粉的管坯进行旋锻加工；（4）进行热处理；（5）机械加工得到难熔金属管产品。
以下结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1
以内径f6mm钼管生产为例，
选用市售钼粉，纯度99.95%、粒度为3.8μm。经过压制烧结和机械加工制备出外径f16，内径f12，长度400mm的钼管。然后用氧化铝粉填充钼管，在填充过程中需要不断振动，以密实填料。加热钼管坯到1200℃，保温5~10分钟进行旋锻加工。最终旋锻尺寸为外径f10，内径f6，长度700mm的钼管。之后在900℃左右进行热处理1小时，通过机械加工得到长径比较大的钼管。
实施例2
以内径f10mm钨管生产为例，
选用市售钨粉，纯度99.95%、粒度为2.8μm。首先经过压制烧结和机械加工制备出直径f24，内径f16，长度500mm的钼管。然后用氧化铝粉填充钼管，在填充过程中需要不断振动，以密实填料。加热钨管坯到1400℃，保温10~20分钟进行旋锻加工。最终旋锻尺寸为外径f14，内径f10，长度1600mm的钨管。之后在900℃左右进行热处理1小时，通过机械加工得到长径比较大的钨管。
实施例3
以内径f20mm钼钨管生产为例，
选用市售钨粉，纯度99.9%、粒度为4.8μm；市售钼粉，纯度99.95%、粒度为3.2μm。首先进行混料，混料比例W：Mo=30：100，并在模具内等静压后，进行预整形处理，然后在底部垫有氧化锆细沙和相同直径压坯环的中频炉内进行烧结，再经过矫形得到外径f80，内径f40，长度800mm的钼钨管。用氧化铝粉末填充后，加热钼钨管到1450℃，保温30分钟进行精锻加工。最终精锻尺寸为：外径f40，内径f20，长度3200mm，之后在1000℃左右进行热处理1小时，通过机械加工得到长径比较大的钼钨管。
Claims (3)
1.一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤依次包括：
（1）将难熔金属粉经过压制成型、烧结和机械加工制备管坯；
（2）在制得的管坯管腔中用氧化铝粉密实填充；
（3）填充氧化铝粉的管坯进行旋锻加工；
（4）进行热处理；
（5）机械加工得到难熔金属管产品；
其步骤（3）是将填充氧化铝粉的管坯在氢气保护下加热至1200℃～1500℃，保温时间5~30分钟后，进行旋锻加工的。
2.根据权利要求1所述的一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于其步骤（1）的烧结采用真空感应炉，烧结时在真空感应炉里，压制成型的管坯底部垫有氧化锆沙层、上部压有与压制成型的管坯形状匹配的环状压块。
3.根据权利要求1所述的一种难熔金属管材的制备方法，其特征在于氧化铝粉的粒度为2 
4
。
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