CN106702242A - 一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，包括以下步骤：一、将钼粉和添加粉球磨，得到钼合金复合粉末，然后将钼合金复合粉末和溶液加入到循环式浆料罐中制成悬浮浆料，之后进行喷雾造粒处理，得到形状为球形的造粒粉末，过筛；二、连续模压成形，得到压坯；三、预烧结；四、烧结；五、热等静压烧结；六、精修，得到小尺寸高精度钼合金零件。利用本发明制备的钼合金零件成分分布均匀，尺寸精度高，可以免于机械加工或少加工。

Description

一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种钼合金零件的制备方法，尤其涉及一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法。
背景技术
随着IT相关产业的发展，光学和电子电力工业所用装置的零部件产品的需求急剧增加，这种增加刺激了微细零件和具有微细特征构造的零件的快速发展。
传统的粉末压制烧结工艺生产的产品尺寸精度不高，形状受限制，特别是小尺寸高精度薄壁、内有台阶或圆弧结构的产品，且钼室温下加工性能差，采用机械加工或压力加工的方法制备钼及钼合金这类零部件时，不仅加工成本高，原材料浪费也大，这限制了金属钼及合金的发展和应用。
连续精密模压成形技术以其高生产率、低材料损失、产品力学性能优秀和误差小等特点在微细零件和具有微细特征构造的零件的加工领域中占很大比例。
精密模压成形技术对粉末的填充性、成型性等指标有特殊要求。一般来讲，传统工艺制备的钼一般较细，流动性差，不容易填充模具，合金粉的加入并不能使其发生变化。因此通常采用电子束雾化法、电子束快速凝固法、等离子球化法等改善其填充性(形貌、流动性等)、成型性等。
电子束雾化法是目前获得高纯难熔金属的唯一工业化手段。然而该方法制备的难熔金属合金粉末间隙夹杂物较少，纯度较高，但生产成本高昂、粉末粒径粗大(平均粒径在350μm)，不适合精密模压成形制备小尺寸高精度的零部件。
电子束快速凝固法是对电子束离心雾化的改进，使合金液滴的雾化流直接撞击到一个水冷铜板上，得到快速凝固的片状合金粉末的制备方法。采用该方法制备合金粉末呈片状，流动性差，粉末对模具的填充性能差。
等离子球化法制备的粉料对模腔的填充性好，但其制备效率低、成本高，精密模压成形时对压机吨位要求高，模具易损坏，压制过程中颗粒变形抗力大，不易变形，成型后坯料强度低不便于移动，且后续的烧结致密化困难。
喷雾造粒技术是一种新兴的制粉技术，它是把带有粘合剂的悬浮浆料，利用喷雾器在造粒塔中进行雾化，塔中的雾滴被塔中热气流干燥成颗粒状粉体。该技术制备的粉末近球形、粒度范围合适、可以有效改善流动性、松比，易于充型和成形，但是由于合金粉末中不同元素特性不同如比重、形貌等造成喷雾造粒悬浮浆料中元素分布不均匀，进而造粒粉末中元素分布不均匀，导致最终制品中元素分布不均匀影响产品的最终质量。
同时由于合金元素的加入使得钼合金的烧结致密化进程被明显推迟，烧结温度大幅提高，不同于常规的钼金属烧结，这不仅对烧结装备提出了更高的要求，还是得晶粒易长大不利于产品综合性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法。利用该方法制备的钼合金零件成分分布均匀，尺寸精度高、可以免于机械加工或少加工。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将钼粉和添加粉一起加入球磨机中，在氩气气氛或真空条件下球磨，得到钼合金复合粉末，然后将钼合金复合粉末和溶液加入到循环式浆料罐中搅拌均匀，得到悬浮浆料，之后对悬浮浆料进行喷雾造粒处理，得到形状为球形的造粒粉末，接着对造粒粉末进行过筛处理；所述添加粉为La2O3粉、CeO2粉和Y2O3粉中的任意一种或两种以上，所述钼合金复合粉末中添加粉的质量百分含量为0.03％～2.0％；所述溶液为粘结剂、分散剂和去离子水均匀分散的混合液；
步骤二、对步骤一中经过筛处理后的造粒粉末进行连续模压成形，得到压坯，然后对压坯进行检测，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在露点为45℃～60℃的湿氢气气氛下，先升温至500℃～900℃保温2h～5h，然后升温至1150℃～1350℃保温1h～3h，得到预烧结坯，之后对预烧结坯进行检测，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1650℃～1800℃的条件下保温2h～10h进行烧结处理，得到烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，在温度为1350℃～1550℃，压力为150MPa～250MPa的条件下热等静压烧结1h～5h，得到热等静压零件，然后对热等静压零件进行检测，剔除不合格热等静压零件；
步骤六、对步骤五中检测合格的热等静压零件进行修磨处理，得到小尺寸高精度钼合金零件；该钼合金零件为开设有盲孔或通孔的多面体形或圆柱形结构，其中多面体形钼合金零件的高度和底面的外接圆直径均不大于15mm，圆柱形钼合金零件的外径和高度均不大于15mm，所述钼合金零件的尺寸公差在-0.05mm～+0.05mm范围内。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述循环式浆料罐包括罐体和活动盖设在罐体上的罐盖，所述罐体底部设置有出料口，所述出料口处设置有阀门，所述罐体内设置有搅拌轴，所述搅拌轴的下部设置有叶片，所述搅拌轴的上部穿过罐盖与驱动机构连接，所述罐体内设置有供料管，所述供料管包括钢管和与钢管连接的胶管，钢管为不锈钢管，所述钢管位于罐体内，所述胶管依次穿过罐盖、位于罐体外的蠕动泵和罐盖后与设置于罐体内的料槽连接，所述料槽呈底面倾斜、顶面水平设置，所述料槽的倾斜式底面中位置最低的棱边所在的侧壁上活动设置有插板，所述插板的顶部与料槽顶面之间设置有溢料口，所述料槽与取料管连接，所述取料管的取料端穿出罐盖位于罐体外，所述取料管位于料槽中靠近溢料口的一端，所述供料管位于料槽中远离溢料口的一端。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述驱动机构包括联轴器和电机，所述搅拌轴的上部与联轴器连接，所述联轴器与电机连接。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述钢管竖直贴设在罐体的内壁上，所述钢管的底端位于出料口处，所述钢管的顶端与胶管连接。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述叶片包括螺旋式叶片和浆式叶片，所述螺旋式叶片的数量为两片以上，所述浆式叶片位于螺旋式叶片的下方。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述料槽贴设在罐体内壁上，且位于叶片的上方。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述球磨的速率为200r/min～400r/min，所述球磨的时间为15h～60h，球料质量比为(4～10)∶1。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中悬浮浆料的固含量为50％～75％，所述粘结剂为PVA，所述分散剂为PAA，所述PVA的加入量为钼合金复合粉末质量的1％～5％，所述PAA的加入量为钼合金复合粉末质量的0.5％～2％。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述喷雾干燥处理的过程中，喷雾干燥塔的进风口温度为230℃～320℃，出风口温度为110℃～150℃。
上述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中经过筛处理后的造粒粉末的平均粒径不大于70μm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结合机械合金化与喷雾造粒优势，机械合金化法磨球对粉末进行猛烈的撞击、研磨和搅拌强制输入的能量，使粉末不断重复变形、冷焊、破碎等过程，形成元素间冷焊且均匀分布的合金复合粉末，再喷雾造粒处理制备出成分均匀、易于充型和成形的球形合金粉末，它可以提高粉末的充型能力以保证压制和烧结过程中的坯料均匀收缩，从而制备出高质量高尺寸精度的零部件。
2、本发明采用循环式浆料罐，克服了一般搅拌机搅拌范围有限，粉料沉淀，悬浮浆料粘度不断变化，且随着造粒的进行液面不断降低，整个工艺过程产品稳定性很难严格控制的缺点，既能使悬浮浆料不断地循环，始终保持一定的浓度，又能保证供料时液面高度保持不变，利于获得成分均匀、性能稳定的合金造粒粉末。
3、本发明循环式浆料罐能够实现浆料的循环搅拌供给，实现了取料管端口处均匀稳定的浆料供给，料槽内浆料均匀分散、液面高度保持不变即维持稳定的工况条件，进而能严格控制后续工艺过程，提高后续产品质量。该浆料罐使用方便，可添加已制备好的浆料，也可直接制浆在线使用均能实现均匀稳定的浆料供给。
4、本发明采用阶梯式湿氢气预烧结，既保证了产品的稳定外形尺寸，又实现了有效的排杂处理(碳含量小于50ppm)；将传统氢气烧结与热等静压烧结相结合的后续烧结，降低烧结温度，且产品致密度不小于98％，显微组织均匀细小。
5、本发明制备的钼合金零件尺寸精度高、可以免于机械加工或少加工。
6、本发明提供的小尺寸高精度钼合金零件制备方法简单，工艺流程短，成本低、材料利用率高，而且易于实现批量生产。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明循环式浆料罐的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大图
附图标记说明:
1—电机； 2—联轴器 3—取料管；
4—罐盖； 5—溢料口； 6—插板；
7—料槽； 8—搅拌轴； 9-1—螺旋叶片；
9-2—桨式叶片； 10—阀门； 11—出料口；
12—罐体； 13-1—钢管； 13-2—胶管；
14—蠕动泵。
具体实施方式
本发明小尺寸高精度钼合金零件的制备过程中采用的设备包括循环式浆料罐。如图1和图2所示的一种循环式浆料罐，包括罐体12和活动盖设在罐体12上的罐盖4，所述罐体12底部设置有出料口11，所述出料口11处设置有阀门10，所述罐体12内设置有搅拌轴8，所述搅拌轴8的下部设置有叶片，所述搅拌轴8的上部穿过罐盖4与位于罐体12外的驱动机构连接，所述罐体12内设置有供料管，如图1所示，所述供料管包括钢管13-1和与钢管13-1连接的胶管13-2，钢管13-1为不锈钢管，所述钢管13-1位于罐体12内，所述胶管13-2依次穿过罐盖4、位于罐体12外的蠕动泵14和罐盖4后与设置于罐体12内的料槽7连接，所述料槽7呈底面倾斜、顶面水平设置，所述料槽7的倾斜式底面中位置最低的棱边所在的侧壁上活动设置有插板6，所述插板6的顶部与料槽7顶面之间设置有溢料口5，所述料槽7与取料管3连接，所述取料管3的取料端穿出罐盖4位于罐体12外；所述取料管3位于料槽7中靠近溢料口5的一端，所述供料管位于料槽7中远离溢料口5的一端。本实施例中，胶管13-2位于料槽7中远离溢料口5的一端。
阀门10的设置，能够实现剩余浆料的顺利排出，或者是对罐体14清洗时，实现洗液的顺利排出；所述料槽7的底面设计为倾斜设置，使其与水平面具有夹角，有利于使浆料在料槽7内形成流动，且在取料端形成局部较高的液面高度，利于取料管3取料、方便料槽7内浆料滞留时间控制，同时待停机后便于回流至罐体12中；在料槽7中设置溢料口5，能够使浆料液面达到所需的高度后，多余的浆料从溢料口5顺利溢出，流回至罐体12中持续搅拌；在料槽7中设置插板6，能够通过调整插板6改变溢流流量，从而根据浆料使用要求适当调整液面的高度；蠕动泵14的设置能够实现流速可控的料槽内浆料供给，以方便匹配取料管端口处取料速度；
料槽7的底面呈倾斜设置，能够与水平面具有夹角，并且通过取料管3和胶管13-2的位置设置，使进料端高于出料端，从而使浆料在料槽7内形成流动，能够防止取样过程中的沉积分层。
如图1所示，所述驱动机构包括联轴器2和电机1，所述搅拌轴8的上部与联轴器2连接，所述联轴器2与电机1连接。
驱动机构能够使浆料罐中的浆料实现持续搅拌，一方面实现制浆，另一方面能够防止浆料沉积。
如图1所示，所述钢管13-1竖直贴设在罐体12的内壁上，所述钢管13-1的底端位于出料口11处，所述钢管13-1的顶端与胶管13-2连接。
钢管13-1贴设在罐体12内壁，能够在叶片持续旋转搅拌的条件下实现顺利供料，在此期间不会干扰搅拌过程。
如图1所示，所述叶片包括螺旋式叶片9-1和浆式叶片9-2，所述螺旋式叶片9-1的数量为两片以上，所述浆式叶片9-2位于螺旋式叶片9-1的下方。
如图1所示，所述料槽7贴设在罐体12内壁上，可取下清洗，且位于叶片的上方。
结合图1和图2，本发明循环式浆料罐的工作原理是：首先，通过驱动机构驱动搅拌轴8，使其围绕自身轴线进行旋转，从而带动叶片转动，由此实现对浆料的持续搅拌，搅拌浆料一方面可制浆，另一方面可防止浆料沉积；然后，搅拌均匀的浆料由进料管输送到料槽7中，料槽7的底面倾斜式设置以及溢料口5的设置，能够使料槽7中浆料的液面达到所需的高度后，多余的浆料从溢料口5流出，返回至罐体12中持续搅拌，由此实现循环往复过程；在对料槽7中的浆液进行取料时，为防止浆料在料槽7内长时间滞留导致浆料沉积分层，操作人员可以根据实际的取料量情况，通过调整插板6的方法使浆料液面恒定为适当的高度，一般通过适当调整，浆料在料槽内滞留时间可控制在几秒内；取料完毕后，打开插板6使料槽7中的浆料全部流回至罐体12中，将取料后剩余的浆料从出料口11排出。进料管由钢管13-1和胶管13-2组成，其中胶管13-2与蠕动泵14相连，当胶管13-2中的浆料在蠕动泵14的蠕动作用下能够进入到料槽7中，蠕动泵14流速可控，使得取料时料槽内浆料保持固定液面高度的溢出。
实施例1
本实施例小尺寸高精度钼合金零件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、采用质量纯度均为99.95％以上的20g La2O3粉和10g CeO2粉为添加粉，将970g钼粉和添加粉一起装入球磨罐中，再加入4000g钼球和15mL无水乙醇，然后安装在球磨机上，在氩气气氛条件下球磨，球磨的速率为280r/min，球磨的时间为60h，使钼粉、La2O3、CeO2粉末不断重复变形、冷焊、破碎等过程，得到元素间冷焊且均匀分布的钼合金复合粉末，将50g PVA溶解于1000mL去离子水中，加入15g PAA混合配制成溶液，将溶液加入循环式浆料罐，再将钼合金复合粉末加入溶液中搅拌均匀，得到均匀的悬浮浆料，之后对所述悬浮浆料进行在线喷雾造粒处理，进风口温度为230℃，出风口温度为150℃，得到流动性好的球形造粒粉末，过筛后取平均粒径不大于70μm的造粒粉末；
结合图1和图2，本实施例将悬浮浆料加入循环式浆料罐中，能够在持续搅拌过程中均匀、稳定进行浆料供给，实现了后续工艺过程的严格控制，提高了产品的质量；
步骤二、对步骤一中所述造粒粉末进行连续模压成形，得到尺寸精度高、形状规整的压坯，然后对压坯进行初步检测，是否变形或损伤等，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在湿氢气气氛且湿氢的露点为45℃的条件下，先升温至850℃保温5h，然后升温至1150℃保温2.5h，得到预烧结坯，既保证了产品的稳定外形尺寸，又实现了有效的排杂处理，之后对预烧结坯进行检测，是否变形或损伤等，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1700℃的条件下保温8h进行烧结处理，借助前期储存能和高表面能在较低温下实现钼合金零件致密化，获得致密度高的烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，先抽真空到10-3MPa再通入氩气，如此反复三次，然后通入氩气并升温，在温度为1550℃，180MPa条件下热等静压烧结5h，即通过热等静压烧结提高产品致密度，得到热等静压零件；
步骤六、对步骤五热等静压零件进行检测、精修和包装，制得小尺寸高精度钼合金零部件，该零部件为开设有通孔的八面体形结构，其底面的外接圆直径为12mm，高度为5.0mm，通孔的孔径为8.5mm，该零部件的尺寸公差在-0.04mm～+0.03mm范围内，致密度达98.1％，碳含量为35ppm。
实施例2
本实施例小尺寸高精度钼合金零件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、采用质量纯度均为99.95％以上的15g La2O3粉和0.3g CeO2粉为添加粉，将984.7g钼粉和添加粉一起装入球磨罐中，再加入5987g钼球和15mL无水乙醇，然后安装在球磨机上，在真空条件下球磨，球磨的速率为400r/min，球磨的时间为24h，使钼粉、La2O3、CeO2粉末不断重复变形、冷焊、破碎等过程，得到元素间冷焊且均匀分布的钼合金复合粉末，将10g PVA溶解于700mL去离子水中，加入10g PAA混合配制成溶液，将溶液加入循环式浆料罐，再将钼合金复合粉末加入溶液中搅拌均匀，得到均匀的悬浮浆料，之后对所述悬浮浆料进行在线喷雾造粒处理，进风口温度为270℃，出风口温度为130℃，得到球形造粒粉末，过筛后取平均粒径不大于70μm的造粒粉末；
结合图1和图2，本实施例将悬浮浆料加入循环式浆料罐中，能够在持续搅拌过程中均匀、稳定进行浆料供给，实现了后续工艺过程的严格控制，提高了产品的质量；
步骤二、对步骤一中所述造粒粉末进行模压成形，得到压坯，然后对压坯进行初步检测，是否变形或损伤等，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在湿氢气气氛且湿氢的露点为55℃的条件下，先升温至650℃保温5h，然后升温至1200℃保温3h，得到预烧结坯，既保证了产品的稳定外形尺寸，又实现了有效的排杂处理，之后对预烧结坯进行检测，是否变形或损伤等，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1650℃的条件下保温10h进行烧结处理，借助前期储存能和高表面能在较低温下实现钼合金零件致密化，获得致密度高的烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，先抽真空到1×10-3MPa再通入氩气，如此反复三次，然后通入氩气并升温，在温度为1350℃，压力200MPa的条件下热等静压烧结4h，即通过热等静压烧结提高产品致密度，得到热等静压零件；
步骤六、对步骤五中热等静压零件进行检测、精修和包装，制得小尺寸高精度钼合金零部件，该零部件为两端开口的圆筒形结构，其外径为2.5mm，高度为6.5mm，壁厚为0.15mm，该零部件的尺寸公差在-0.03mm～+0.03mm范围内，致密度达98.2％，碳含量为42ppm。
实施例3
本实施例小尺寸高精度钼合金零件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、采用质量纯度为99.95％以上的15g Y2O3粉为添加粉，将985g钼粉和添加粉一起装入球磨罐中，再加入10000g钼球和15mL无水乙醇，然后安装在球磨机上，在真空条件下球磨，球磨的速率为350r/min，球磨的时间为15h，使钼粉和Y2O3、粉末不断重复变形、冷焊、破碎等过程，得到元素间冷焊且均匀分布的钼合金复合粉末，将30g PVA溶解于500mL去离子水中，加入5g PAA混合配制成溶液，再将钼合金复合粉末加入溶液中搅拌均匀，得到均匀的悬浮浆料加入循环式浆料罐，之后对所述悬浮浆料进行在线喷雾造粒处理，进风口温度为320℃，出风口温度为120℃，得到球形造粒粉末，过筛后取平均粒径不大于70μm的造粒粉末；
结合图1和图2，本实施例将悬浮浆料加入循环式浆料罐中，能够在持续搅拌过程中均匀、稳定进行浆料供给，实现了后续工艺过程的严格控制，提高了产品的质量；
步骤二、对步骤一中所述造粒粉末进行模压成形，得到压坯，然后对压坯进行初步检测，是否变形或损伤等，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在湿氢气气氛且湿氢的露点为60℃的条件下，先升温至500℃保温4h，然后升温至1300℃保温1h，得到预烧结坯，既保证了产品的稳定外形尺寸，又实现了有效的排杂处理，之后对预烧结坯进行检测，是否变形或损伤等，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1650℃的条件下保温2h进行烧结处理，借助前期储存能和高表面能在较低温下实现钼合金零件致密化，获得致密度高的烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，先抽真空到1×10-3MPa再通入氩气，如此反复三次，然后通入氩气并升温，在温度为1450℃，压力为150MPa的条件下热等静压烧结2h，即通过热等静压烧结提高产品致密度，得到热等静压零件；
步骤六、对步骤五中检测合格的热等静压零件进行检测、精修和包装，制得小尺寸高精度钼合金零部件，该零部件为底端闭合的圆筒形结构，其外径为2.75mm，高度为9.50mm，壁厚为0.20mm，底厚为0.25mm，该零部件的尺寸公差在-0.04mm～+0.04mm范围内，致密度达98.3％，碳含量为39ppm。
实施例4
本实施例小尺寸高精度钼合金零件的制备方法包括以下步骤：
步骤一、采用质量纯度均为99.95％以上的8g La2O3粉、15gY2O3粉和12g CeO2粉为添加粉，将965g钼粉和添加粉一起装入球磨罐中，再加入7983g钼球和15mL无水乙醇，然后安装在球磨机上，在真空条件下球磨，球磨的速率为200r/min，球磨的时间为50h，使钼粉、La2O3粉、Y2O3粉、CeO2粉不断重复变形、冷焊、破碎等过程，得到元素间冷焊且均匀分布的钼合金复合粉末，将40g PVA溶解于334mL去离子水中，加入20g PAA混合配制成溶液，将溶液加入循环式浆料罐，再将钼合金复合粉末加入溶液中搅拌均匀，得到均匀的悬浮浆料，之后对所述悬浮浆料进行在线喷雾造粒处理，进风口温度为300℃，出风口温度为110℃，得到球形造粒粉末，过筛后取平均粒径不大于70μm的造粒粉末；
结合图1和图2，本实施例将悬浮浆料加入循环式浆料罐中，能够在持续搅拌过程中均匀、稳定进行浆料供给，实现了后续工艺过程的严格控制，提高了产品的质量；
步骤二、对步骤一中所述造粒粉末进行模压成形，得到压坯，然后对压坯进行初步检测，是否变形或损伤等，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在湿氢气气氛且湿氢的露点为50℃的条件下，先升温至900℃保温2h，然后升温至1350℃保温2h，得到预烧结坯，既保证了产品的稳定外形尺寸，又实现了有效的排杂处理，之后对预烧结坯进行检测，是否变形或损伤等，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1800℃的条件下保温5h进行烧结处理，借助前期储存能和高表面能在较低温下实现钼合金零件致密化，获得致密度高的烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，先抽真空到1×10-3MPa再通入氩气，如此反复三次，然后通入氩气并升温，在温度为1500℃，250MPa的条件下热等静压烧结1h，即通过热等静压烧结提高产品致密度，得到热等静压零件；
步骤六、对步骤五中检测合格的热等静压零件进行检测、精修和包装，制得小尺寸高精度钼合金零部件，该零部件为开设有通孔的六面体形结构，其长度为15mm，宽度为15mm，高度为5.5mm，通孔孔径为12.5mm，该零部件的尺寸公差在-0.03mm～+0.03mm范围内，致密度达98.0％，碳含量为48ppm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将钼粉和添加粉一起加入球磨机中，在氩气气氛或真空条件下球磨，得到钼合金复合粉末，然后将钼合金复合粉末和溶液加入到循环式浆料罐中搅拌均匀，得到悬浮浆料，之后对悬浮浆料进行喷雾造粒处理，得到形状为球形的造粒粉末，接着对造粒粉末进行过筛处理；所述添加粉为La2O3粉、CeO2粉和Y2O3粉中的任意一种或两种以上，所述钼合金复合粉末中添加粉的质量百分含量为0.03％～2.0％；所述溶液为粘结剂、分散剂和去离子水均匀分散的混合液；
步骤二、对步骤一中经过筛处理后的造粒粉末进行连续模压成形，得到压坯，然后对压坯进行检测，剔除不合格压坯；
步骤三、将步骤二中检测合格的压坯置于烧结炉中，在露点为45℃～60℃的湿氢气气氛下，先升温至500℃～900℃保温2h～5h，然后升温至1150℃～1350℃保温1h～3h，得到预烧结坯，之后对预烧结坯进行检测，剔除不合格预烧结坯；
步骤四、将步骤三中检测合格的预烧结坯置于烧结炉中，在真空或氢气气氛，温度为1650℃～1800℃的条件下保温2h～10h进行烧结处理，得到烧结坯；
步骤五、将步骤四中所述烧结坯置于热等静压机中，在温度为1350℃～1550℃，压力为150MPa～250MPa的条件下热等静压烧结1h～5h，得到热等静压零件，然后对热等静压零件进行检测，剔除不合格热等静压零件；
步骤六、对步骤五中检测合格的热等静压零件进行修磨处理，得到小尺寸高精度钼合金零件；该钼合金零件为开设有盲孔或通孔的多面体形或圆柱形结构，其中多面体形钼合金零件的高度和底面的外接圆直径均不大于15mm，圆柱形钼合金零件的外径和高度均不大于15mm，所述钼合金零件的尺寸公差在-0.05mm～+0.05mm范围内。
2.根据权利要求1所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述循环式浆料罐包括罐体(12)和活动盖设在罐体(12)上的罐盖(4)，所述罐体(12)底部设置有出料口(11)，所述出料口(11)处设置有阀门(10)，所述罐体(12)内设置有搅拌轴(8)，所述搅拌轴(8)的下部设置有叶片，所述搅拌轴(8)的上部穿过罐盖(4)与驱动机构连接，所述罐体(12)内设置有供料管，所述供料管包括钢管(13-1)和与钢管(13-1)连接的胶管(13-2)，钢管(13-1)为不锈钢管，所述钢管(13-1)位于罐体(12)内，所述胶管(13-2)依次穿过罐盖(4)、位于罐体(12)外的蠕动泵(14)和罐盖(4)后与设置于罐体(12)内的料槽(7)连接，所述料槽(7)呈底面倾斜、顶面水平设置，所述料槽(7)的倾斜式底面中位置最低的棱边所在的侧壁上活动设置有插板(6)，所述插板(6)的顶部与料槽(7)顶面之间设置有溢料口(5)，所述料槽(7)与取料管(3)连接，所述取料管(3)的取料端穿出罐盖(4)位于罐体(12)外，所述取料管(3)位于料槽(7)中靠近溢料口(5)的一端，所述供料管位于料槽(7)中远离溢料口(5)的一端。
3.根据权利要求2所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述驱动机构包括联轴器(2)和电机(1)，所述搅拌轴(8)的上部与联轴器(2)连接，所述联轴器(2)与电机(1)连接。
4.根据权利要求2所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述钢管(13-1)竖直贴设在罐体(12)的内壁上，所述钢管(13-1)的底端位于出料口(11)处，所述钢管(13-1)的顶端与胶管(13-2)连接。
5.根据权利要求2所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述叶片包括螺旋式叶片(9-1)和浆式叶片(9-2)，所述螺旋式叶片(9-1)的数量为两片以上，所述浆式叶片(9-2)位于螺旋式叶片(9-1)的下方。
6.根据权利要求2所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，所述料槽(7)贴设在罐体(12)内壁上，且位于叶片的上方。
7.根据权利要求1所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述球磨的速率为200r/min～400r/min，所述球磨的时间为15h～60h，球料质量比为(4～10)∶1。
8.根据权利要求1所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中悬浮浆料的固含量为50％～75％，所述粘结剂为PVA，所述分散剂为PAA，所述PVA的加入量为钼合金复合粉末质量的1％～5％，所述PAA的加入量为钼合金复合粉末质量的0.5％～2％。
9.根据权利要求1所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中所述喷雾干燥处理的过程中喷雾干燥塔的进风口温度为230℃～320℃，出风口温度为110℃～150℃。
10.根据权利要求1所述的一种小尺寸高精度钼合金零件的制备方法，其特征在于，步骤一中经过筛处理后的造粒粉末的平均粒径不大于70μm。
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