CN104388866B - 一种稀土钨/钼组织调控方法 - Google Patents

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Abstract

一种稀土钨/钼组织调控方法，属于稀有金属加工技术领域。掺杂稀土的钨/钼加工态材料的组织由于变形存在大量的高能位错和畸变。为了改善材料的性能，材料两端施加频率10‑500Hz，脉宽0.01‑20ms，峰值电流密度500‑10000A·mm‑2脉冲电流进行高能脉冲处理。经处理后的材料内应力减小，长条状第二相有脆断的倾向，并有球化的趋势，组织发生了明显改变。

Description

一种稀土钨/钼组织调控方法
技术领域
本发明属于稀有金属加工技术领域，具体涉及一种能够改善稀土钨/钼材料组织形貌的高能电脉冲处理工艺，该工艺能够使长条状的第二相发生断裂，呈断续状分布。
背景技术
稀土钨/钼材料具有优异的电学、力学性能，广泛应用于电子发射、核能材料、电子切割、喷涂、焊接及国防军工等领域。该类材料的年总需求量虽然不大，但由于其应用器件的重要性而倍受关注。经过近百年的研究开发，产品性能不断提升，产品种类不断丰富，产量持续增加，然而钨钼材料的加工成品率根据产品不同，长期稳定在60-90％左右，资源利用率低。如何提高钨钼产品的加工性能，开发高精度，复杂结构件的高附加值产品成为相关产品开发应用的技术关键。
高能电脉冲作为一种高能量，引入到金属加工过程中，可使金属在短时间内获得较大的能量，这种能量能够产生一系列效应，如高能焦耳热效应、电致塑性效应，磁致伸缩效应和趋肤效应等。目前已经在钢、铝、钛等合金中发现采用此技术可以改变材料组织，从而优化材料性能。本申请专利即将此技术引入稀土钨/钼材料加工中，以改变材料的组织，从而优化稀土钨/钼材料的性能。
发明内容
本发明的目的是改善稀土钨/钼材料组织形貌，能够使长条状的第二相发生断裂，呈断续状分布，从而提供一种高能电脉冲处理工艺。
主要采用高能电脉冲技术进行加工态稀土钨/钼组织处理的一种工艺方法，其特征在于：对于掺杂稀土的钨/钼加工态材料，在材料两端即沿第二相长条状方向施加频率10-500Hz、脉宽0.01-20ms、峰值电流密度500-10000A·mm-2脉冲电流进行高能脉冲处理。处理时间一般1-30min。
本发明适用于掺杂稀土的钨/钼加工态材料，其组织由于变形存在大量的高能位错和畸变(图1)，将在材料两端(即沿第二相长条状方向)施加频率10-500Hz，脉宽0.01-20ms，峰值电流密度500-10000A·mm-2脉冲电流进行高能脉冲处理后的材料内应力减小，长条状第二相有脆断的倾向，并有球化的趋势，组织发生明显变化(见图2)。
其中所述掺杂稀土的钨/钼指的掺杂稀土的钨或掺杂稀土的钼。
本发明的特点：
此发明采用高能电脉冲作用于变形的稀土钨/钼组织，一方面可以获得常规热处理难以获得的组织，即第二相发生断裂，从而调控第二相的尺寸及分布，对材料的力学性能产生影响。另一方面经过高能电脉冲处理，材料的内应力降低，因而该处理方式可以替代钨钼材料加工过程中的中间退火制度。
附图说明
图1为铈钨/钼材料的5000倍扫描照片；
图2为铈钨/钼材料经过电脉冲处理后的5000倍扫描照片
图3为镧钨/钼材料的5000倍扫描照片
图4为镧钨/钼材料经过电脉冲处理后的5000倍扫描照片
图5为钇钨/钼材料的5000倍扫描照片
图6为钇钨/钼材料经过电脉冲处理后的5000倍扫描照片。
具体实施方式
稀土钨/钼的材料制备过程是典型的粉末冶金过程，属于常规技术。粉末经过烧结后，钨/钼晶粒组织粗大呈等轴状，稀土相则以球形或类球形，经过旋锻开坯后，钨/钼组织呈扁条状，趋于纤维化。稀土相也沿变形方向伸长，呈长条状分布，对此类组织进行高能电脉冲处理，则可调控材料的组织性能。
实施例1
对铈含量2wt％钨材料经203旋锻后组织取样，其组织如图1，经20ms 500A/mm2100HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生明显变化，第二相发生断裂，并有球化的趋势，如图2所示。
而对于铈含量2wt％钼材料经203旋锻后组织取样，经20ms500A/mm2100HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生同上述铈含量2wt％钨/钼相同的明显变化。
实施例2
对镧含量2wt％钨材料经203旋锻后组织取样，其组织如图3，经0.1ms 8000A/mm210HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生明显变化，第二相发生断裂，并有球化的趋势如图4所示。
对镧含量2wt％钼材料经203旋锻后组织取样，经0.1ms8000A/mm210HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生明显变化，第二相发生断裂，并有球化的趋势，基本同上述镧含量2wt％钨材料。
实施例3
对钇含量2wt％钨材料经203旋锻后组织取样，其组织如图5，经0.01ms 1000A/mm2500HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生明显变化，第二相发生断裂，并有球化的趋势，如图6所示。
对钇含量2wt％钼材料经203旋锻后组织取样，经0.01ms 1000A/mm2500HZ的脉冲电流处理1分钟后，其组织发生明显变化，第二相发生断裂，并有球化的趋势，基本同上述钇含量2wt％钨材料。

Claims (4)

1.采用高能电脉冲技术改善稀土钨/钼材料组织形貌的方法，其特征在于：粉末经过烧结后，钨/钼晶粒组织粗大呈等轴状，稀土相则以球形或类球形，经过旋锻开坯后，钨/钼组织呈扁条状，趋于纤维化；稀土相也沿变形方向伸长，呈长条状分布于掺杂稀土的钨/钼加工态材料，在材料两端即沿第二相长条状方向施加脉冲电流进行高能脉冲处理，使长条状的第二相发生断裂，呈断续状分布。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，脉冲电流频率10-500Hz、脉宽0.01-20ms、峰值电流密度500-10000A·mm-2。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，处理时间1-30min。
4.按照权利要求1或2或3的方法得到的稀土钨/钼。
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《脉冲电流对金属材料塑性变形和组织结构与性能的影响》;姚可夫;《机械强度》;20031231;第25卷(第3期);340-342 *

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