CN107099760B - 一种耐高温钨钼合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温钨钼合金，包含如下质量百分比的组分：碳纤维复合材料0.8‑2％、钼25‑35％、钨55‑65％、铌0.5‑1％、镍基合金粉末2‑3％、铼3‑5％、锆1‑2％。本发明在钨钼合金中加入镍基合金粉末、碳纤维复合材料等，得到的合金具有良好的高温强度，其屈服应力可达850‑1000MPa，硬度可达220‑250HBS，特别适用于制作灯丝等耐高温配件。

Description

一种耐高温钨钼合金
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种耐高温钨钼合金。
背景技术
钨钼合金主要是由钨和钼组成的合金，其具有优异的耐液态锌的腐蚀作用，用以制造炼锌工业中的搅拌器，管道和容器内衬及其他部件。且钨钼合金由于高温强度好，性能与钨相近而比重比钨小，所以可用作相应的高温条件下火箭、导弹中的高温构件、电子管的灯丝、零件以及其他高温材料，用途广泛。本发明在已有研究的基础上，经过多次成分改进和实验，提供了一种钨钼合金的配方，使得制得的合金具有良好的高温强度。
发明内容
鉴于以上目的，本发明公开了一种耐高温钨钼合金。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种耐高温钨钼合金，包含如下质量百分比的组分：碳纤维复合材料0.8-2％、钼25-35％、钨55-65％、铌0.5-1％、镍基合金粉末2-3％、铼3-5％、锆1-2％；其中，碳纤维复合材料为负载稀土元素La的碳纤维，其制备过程为：
1)对纳米碳纤维进行表面预处理：将一定量的纳米碳纤维放置烧杯中用去离子水清洗3-5次后加入粗化液放置在30-50KHz的超声仪水槽中粗化25-30min后取出，滤去粗化液后用去离子水清洗2-4次，再将粗化后的纳米碳纤维放入装有敏化-活化液的烧杯中，将烧杯置于30-50KHz的超声仪水槽中震荡并搅拌25-35min后取出，滤去敏化-活化液并用去离子水清洗3-5次，之后将活化的纳米碳纤维置于70℃干燥箱中烘干至恒重，待用；其中，粗化液组分为2g/L Na和20ml/L HF的混合溶液；敏化-活化液组分为0.5g/L PdCl2、60ml/LHCl、160g/L NaCl、30g/L SnCl2的混合溶液；
2)负载稀土元素：预处理后的纳米碳纤维经过研磨后置于烧杯中，在烧杯中加入适量去离子水浸润预处理后的纳米碳纤维，将烧杯置于30-50KHz的超声仪水槽中震荡使烧杯中的纳米碳纤维充分分散，在室温下用HNO3浸渍2h，取出并用去离子水清洗至洗出液为中性，将HNO3处理后的纳米碳纤维浸渍于10mg/L的La(NO3)3溶液中振荡反应2h，取出后常温晾干，然后置于100℃干燥箱中烘干至恒重，再在高纯N2的保护下160℃加热2h，制得负载稀土元素La的碳纤维。
其中，上述纳米碳纤维的直径为100-200nm，长度为10-1000um。
所述镍基合金粉末型号为Ni250镍铬硼硅型合金粉末，其粒度为150-350目。
所述钼、钨、铌、铼、锆的粒度为100-500目。
上述钨钼合金的制备步骤为：
1)将碳纤维复合材料、钼、钨、铌、镍基合金粉末、铼、锆置于120℃的真空干燥箱中烘至恒重，再将干燥过的粉末加入到混料机中混合均匀；其中，转速为70-80r/min，混合时间为20-25h；
2)将混合均匀的粉末在惰气氛围下进行冷压，压力为300-350MPa，压制后再置于冶炼炉中在2200-2400℃下进行烧结，烧结后降温至1000-1100℃进行加工，制成规定形状；其中，烧结时间为10-15h。
其中，所述惰气氛围为氮气氛围或氩气氛围。
本发明的有益效果：本发明在钨钼合金中加入镍基合金粉末、碳纤维复合材料、铼等，得到的合金具有良好的高温强度，其屈服应力可达850-1000MPa，硬度可达220-250HBS，特别适用于制作灯丝等耐高温配件。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，钼、钨、铌、镍基合金粉末、铼、锆为马可波罗网产品，纳米碳纤维为青岛海尔科大纳米科技股份有限公司产品。
实施例1
一种耐高温钨钼合金，包含如下质量百分比的组分：
碳纤维复合材料1.2％、钼28％、钨62％、铌0.8％、镍基合金粉末2％、铼5％、锆1％。
所述碳纤维复合材料为负载稀土元素La的碳纤维，其制备过程为：
1)对纳米碳纤维进行表面预处理：将30g的纳米碳纤维放置烧杯中用去离子水清洗4次后加入500mL粗化液放置在40KHz的超声仪水槽中粗化28min后取出，滤去粗化液后用去离子水清洗4次，再将粗化后的纳米碳纤维放入装有500mL敏化-活化液的烧杯中，将烧杯置于40KHz的超声仪水槽中震荡并搅拌30min后取出，滤去敏化-活化液并用去离子水清洗4次，之后将活化的纳米碳纤维置于70℃干燥箱中烘干至恒重，待用；其中，粗化液组分为2g/L Na和20ml/L HF的混合溶液；敏化-活化液组分为0.5g/L PdCl2、60ml/L HCl、160g/LNaCl、30g/L SnCl2的混合溶液；
2)负载稀土元素：预处理后的纳米碳纤维经过研磨后置于烧杯中，在烧杯中加入适量去离子水浸润预处理后的纳米碳纤维，将烧杯置于40KHz的超声仪水槽中震荡使烧杯中的纳米碳纤维充分分散，在室温下用HNO3浸渍2h，取出并用去离子水清洗至洗出液为中性，将HNO3处理后的纳米碳纤维浸渍于10mg/L的La(NO3)3溶液中振荡反应2h，取出后常温晾干，然后置于100℃干燥箱中烘干至恒重，再在高纯N2的保护下160℃加热2h，制得负载稀土元素La的碳纤维。
上述钨钼合金的制备步骤为：
1)将碳纤维复合材料、钼、钨、铌、镍基合金粉末、铼、锆置于120℃的真空干燥箱中烘至恒重，再将干燥过的粉末加入到混料机中混合均匀；其中，转速为70r/min，混合时间为25h；
2)将混合均匀的粉末在氩气氛围下进行冷压，压力为320MPa，压制后再置于冶炼炉中在2300℃下进行烧结，烧结后降温至1000℃进行加工，制成规定形状；其中，烧结时间为15h。
在1000℃进行性能测定，屈服应力可达900MPa，硬度可达220HBS。
实施例2
一种耐高温钨钼合金，包含如下质量百分比的组分：
碳纤维复合材料1.5％、钼26％、钨63％、铌0.5％、镍基合金粉末2.5％、铼5％、锆1.5％。
所述碳纤维复合材料为负载稀土元素La的碳纤维，其制备过程为：
1)对纳米碳纤维进行表面预处理：将30g的纳米碳纤维放置烧杯中用去离子水清洗4次后加入500mL粗化液放置在45KHz的超声仪水槽中粗化28min后取出，滤去粗化液后用去离子水清洗4次，再将粗化后的纳米碳纤维放入装有500mL敏化-活化液的烧杯中，将烧杯置于45KHz的超声仪水槽中震荡并搅拌30min后取出，滤去敏化-活化液并用去离子水清洗4次，之后将活化的纳米碳纤维置于70℃干燥箱中烘干至恒重，待用；其中，粗化液组分为2g/L Na和20ml/L HF的混合溶液；敏化-活化液组分为0.5g/L PdCl2、60ml/L HCl、160g/LNaCl、30g/L SnCl2的混合溶液；
2)负载稀土元素：预处理后的纳米碳纤维经过研磨后置于烧杯中，在烧杯中加入适量去离子水浸润预处理后的纳米碳纤维，将烧杯置于45KHz的超声仪水槽中震荡使烧杯中的纳米碳纤维充分分散，在室温下用HNO3浸渍2h，取出并用去离子水清洗至洗出液为中性，将HNO3处理后的纳米碳纤维浸渍于10mg/L的La(NO3)3溶液中振荡反应2h，取出后常温晾干，然后置于100℃干燥箱中烘干至恒重，再在高纯N2的保护下160℃加热2h，制得负载稀土元素La的碳纤维。
上述钨钼合金的制备步骤为：
1)将碳纤维复合材料、钼、钨、铌、镍基合金粉末、铼、锆置于120℃的真空干燥箱中烘至恒重，再将干燥过的粉末加入到混料机中混合均匀；其中，转速为80r/min，混合时间为22h；
2)将混合均匀的粉末在氩气氛围下进行冷压，压力为350MPa，压制后再置于冶炼炉中在2400℃下进行烧结，烧结后降温至1100℃进行加工，制成规定形状；其中，烧结时间为12h。
在1000℃进行性能测定，屈服应力可达950MPa，硬度可达230HBS。

Claims (2)

1.一种耐高温钨钼合金，其特征在于，包含如下质量百分比的组分：碳纤维复合材料0.8-2％、钼25-35％、钨55-65％、铌0.5-1％、镍基合金粉末2-3％、铼3-5％、锆1-2％；其中，所述镍基合金粉末型号为Ni250镍铬硼硅型合金粉末，其粒度为150-350目；碳纤维复合材料为负载稀土元素La的碳纤维，其制备过程为：
1)对纳米碳纤维进行表面预处理：将一定量的纳米碳纤维放置烧杯中用去离子水清洗3-5次后加入粗化液放置在30-50kHz的超声仪水槽中粗化25-30min后取出，滤去粗化液后用去离子水清洗2-4次，再将粗化后的纳米碳纤维放入装有敏化-活化液的烧杯中，将烧杯置于30-50kHz的超声仪水槽中震荡并搅拌25-35min后取出，滤去敏化-活化液并用去离子水清洗3-5次，之后将活化的纳米碳纤维置于70℃干燥箱中烘干至恒重，待用；其中，粗化液组分为2g/L Na+和20ml/L HF的混合溶液；敏化-活化液组分为0.5g/L PdCl2、60ml/L HCl、160g/L NaCl、30g/L SnCl2的混合溶液；
2)负载稀土元素：预处理后的纳米碳纤维经过研磨后置于烧杯中，在烧杯中加入适量去离子水浸润预处理后的纳米碳纤维，将烧杯置于30-50kHz的超声仪水槽中震荡使烧杯中的纳米碳纤维充分分散，在室温下用HNO3浸渍2h，取出并用去离子水清洗至洗出液为中性，将HNO3处理后的纳米碳纤维浸渍于10mg/L的La(NO3)3溶液中振荡反应2h，取出后常温晾干，然后置于100℃干燥箱中烘干至恒重，再在高纯N2的保护下160℃加热2h，制得负载稀土元素La的碳纤维；
其中，上述钨钼合金的制备步骤为：
1)将碳纤维复合材料、钼、钨、铌、镍基合金粉末、铼、锆置于120℃的真空干燥箱中烘至恒重，再将干燥过的粉末加入到混料机中混合均匀；其中，转速为70-80r/min，混合时间为20-25h；
2)将混合均匀的粉末在惰气氛围下进行冷压，压力为300-350MPa，压制后再置于冶炼炉中在2200-2400℃下进行烧结，烧结后降温至1000-1100℃进行加工，制成规定形状；其中，烧结时间为10-15h。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温钨钼合金，其特征在于：所述钼、钨、铌、铼、锆的粒度为100-500目。
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