CN109055843A - 一种钼铪锆钛碳合金的制备方法 - Google Patents

一种钼铪锆钛碳合金的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料；将混合原料进行压制，得到成型胚料；将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金的步骤。本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，在钼铪锆钛碳合金烧结过程中碳元素损失少，含氧量低，制得的钼铪锆钛碳合金致密度良好。

Description

一种钼铪锆钛碳合金的制备方法
技术领域
本发明属于金属冶金技术领域，涉及一种钼铪锆钛碳合金的制备方法。
背景技术
钼是具有战略意义的稀有金属，在整个工业世界的几乎每一个技术领域都有其非常特殊的用途。钼因其具有熔点高、导电性能良好、导热性良好、膨胀系数低、抗热震性能极好、耐热疲劳性能良好、超常规金属加工温度下的机械性能及其化学性能优异的特性，被广泛用于耐高温材料。但是纯钼存在着再结晶温度低、脆性大和室温强度低等缺点，使其应用受到了很大的限制，需要将纯钼制成钼合金去进行使用。
含钛0.5％、锆0.08％和碳0.01-0.04％的TZM合金仍然是目前最重要的钼合金，最近几年已成功研制出含锆-铪-碳和铪-碳的合金，并被广大用户所采用。金属铪的化学性质与锆十分相似，具有良好的抗腐蚀性能，不易受一般酸碱水溶液的侵蚀；将金属铪、钛、锆、碳和钼进行冶炼制备出的钼铪锆钛碳合金，可以具备TZM合金的优良性能的同时，又拥有金属铪的抗腐蚀性能，提高钼合金的适用范围。
但是在使用传统钼合金冶炼方法制备钼铪锆钛碳合金时，钼铪锆钛碳合金烧结过程中碳元素损失过多，含氧量偏高，且钼铪锆钛碳合金致密度与预想有一定偏差，不能够达到预期效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，在钼铪锆钛碳合金烧结过程中碳元素损失少，含氧量低，制得的钼铪锆钛碳合金致密度良好。
本发明采用的技术方案是，一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料；
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料；
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金。
本发明的特点还在于：
步骤1的混合原料中，氢化钛粉的质量分数为0.5％～2.6％、氧化铪粉的质量分数为0.7％～1.9％、氢化锆粉的质量分数为0.08％～0.32％、碳单质粉的质量分数为0.02％～0.35％、辅助添加粉的质量分数为0～0.23％，其余为钼粉，且所述氢化钛粉、氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉之和为100％。
辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为5μm～8μm。
氢化钛粉的粒度为2.5μm～5.5μm，所述氧化铪粉的粒度为3μm～8μm，所述氢化锆粉的粒度为2μm～6μm，所述碳单质粉的粒度为0.3μm～5μm，所述钼粉的粒度为2.0μm～4.5μm。
步骤1中氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉具体按照下述步骤进行混合：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以50r/min～80r/min混合0.5h～1.5h后；然后将钼粉投入混料机，以50r/min～80r/min混合1h～2h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以70r/min～110r/min混合0.5h～1h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，球磨机以转速为130r/min～280r/min，球磨时间为1h～3h处理后形成初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至400℃～700℃后，再以100r/min～160r/min的转速进行球磨，球磨0.2h～0.5h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤1.2和步骤1.3进行球磨时的磨球均为直径1.5cm的钼球，球料比均为4:1。
步骤2中将混合原料进行压制时具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在30MPa～80MPa的压力下压制20s～50s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在80Mpa～230Mpa的压力下压制30s～90s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3中成型胚料的烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为800～1100℃，预烧结的时间为0.5～1h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金。
步骤3.2中将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1600～1700℃后保温烧结2～3h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1800～2000℃后保温烧结3～4h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2000℃～2250℃，保温烧结5-12h。
步骤3烧结时使用的烧结炉包括中空的烧结室和冷却室，还包括传送带，传送带贯穿烧结室和冷却室；
烧结室的外侧面上设置有控制面板，烧结室的顶部设置有出气管，出气管与烧结室相连通，出气管的上端固接有压力出气阀，压力出气阀的上罩有球形滤气罩；烧结室的顶部还开有输气口，输气口处连通连接有气管；
烧结室的内腔内配设有内室，内室的外壁与烧结室的内壁之间通过弹簧件连接，内室的上顶面内壁上固接有输气板，输气板内设有两层输气管，一层输气管呈X型排布，另一层输气管呈十字型排布，输气管的侧壁上开有多个输气孔；输气管均与出气管连通连接；
冷却室包括风冷室和液冷室，风冷室位于靠近烧结室处，风冷室的上顶面设置有风扇，风冷室底部设置有单向出风口。
本发明的有益效果是
本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，在钼铪锆钛碳合金烧结过程中碳元素损失少，含氧量低，制得的钼铪锆钛碳合金致密度良好。
附图说明
图1是本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法中使用的烧结炉的结构示意图；
图2是本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法中使用的烧结炉的剖面图；
图3是本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法中使用的烧结炉的输气板的结构示意图。
图中，1.烧结室，2.冷却室，3.传送带，4.控制面板，5.出气管，6.压力出气阀，7.球形滤气罩，8.输气口，9.内室，10.输气板，11.输气管，12.输气孔，13.风冷室，14.液冷室，15.风扇，16.单项出风口，17.弹簧件，18.气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取0.5％～2.6％的粒度为2.5μm～5.5μm的氢化钛粉、0.7％～1.9％的粒度为3μm～8μm的氧化铪粉、0.08％～0.32％的粒度为2μm～6μm的氢化锆粉、0.02％～0.35％的0.3μm～5μm的碳单质粉、0～0.23％的2.0μm～4.5μm的辅助添加粉，剩余为2.0μm～4.5μm的钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
其中，辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，辅助添加粉中碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为5μm～8μm。
将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以50r/min～80r/min混合搅拌0.5h～1.5h后；然后将钼粉投入混料机，以50r/min～80r/min混合搅拌1h～2h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以70r/min～110r/min混合搅拌0.5h～1h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为130r/min～280r/min球磨为1h～3h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至400℃～700℃后，再以100r/min～160r/min的转速进行球磨，球磨0.2h～0.5h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在30MPa～80MPa的压力下压制20s～50s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在80Mpa～230Mpa的压力下压制30s～90s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为800～1100℃，预烧结的时间为0.5～1h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1600℃～1700℃后保温烧结2h～3h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1800℃后保温烧结3h～4h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2000℃～2250℃，保温烧结5h-12h。
其中，步骤3烧结时使用的烧结炉包括中空的烧结室1和冷却室2，还包括传送带3，传送带3贯穿烧结室1和冷却室2；
烧结室1的外侧面上设置有控制面板4，烧结室1的顶部设置有出气管5，出气管5与烧结室1相连通，出气管5的上端固接有压力出气阀6，压力出气阀6的上罩有球形滤气罩7；烧结室1的顶部还开有输气口8，输气口8处连通连接有气管18；
烧结室1的内腔内配设有内室9，烧结室1和内室3间填充有混合保温球，混合保温球中包括陶瓷粉末、硫酸铝、空心微球和粘连剂，且陶瓷粉末、硫酸铝、空心微球和粘连剂的质量比为3:3:1:1内室9的外壁与烧结室1的内壁之间通过弹簧件17连接，内室9的上顶面内壁上固接有输气板10，输气板10内设有两层输气管11，一层输气管11呈X型排布，另一层输气管11呈十字型排布，输气管11的侧壁上开有多个输气孔12；输气管11均与出气管18连通连接；
冷却室2包括风冷室13和液冷室14，风冷室13位于靠近烧结室1处，风冷室13的上顶面设置有风扇15，风冷室13底部设置有单向出风口16。
在本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法中，通过原料的特定添加顺序和不同搅拌速度，并根据各金属的特性确定混合金属粉末的球磨温度区间范围，通过温度的改变并配合钼球球磨提高各原料粉末的混合度，并通过两次压制的方式得到致密度更高的成型坯料，有效提高了合金致密度，进而提高钼铪锆钛碳合金的质量。添加的辅助添加粉末，并通过特定的质量配比，添加在混合金属粉末中进行制备合金，有效减少了合金烧结过程中碳元素的损失，提高钼铪锆钛碳合金的强度。改变烧结的气氛，在特定温度下通入不同的气氛，从真空到氮氢气氛再到氢气氛，通过控制合金元素的变化趋势，从而有效降低合金内氧含量，提高钼铪锆钛碳合金的质量。烧结时使用的烧结炉通过内室和弹簧件的设置有效的减少了烧结过程中振动等影响合金烧结，内填充混合保温材料可以提高内室的保温效果，提高烧结合金的质量，且设置有球形滤气罩和压力出气阀防止在出气过程中杂质进入烧结室影响合金的纯度。
将使用本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法中烧结炉后得到的钼铪锆钛碳合金与未使用发明的烧结炉得到的钼铪锆钛碳合金进行理化强度的测试，实验得出，使用本发明的烧结炉制得钼铪锆钛碳合金与未使用本发明的烧结炉制得钼铪锆钛碳合金相比，合金硬度提高12.3％，合金强度提高了11.7％，抗腐蚀能力提高了9.8％，合金纯度提高了17.6％。
实施例1
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取0.5％的粒度为2.5μm的氢化钛粉、0.7％的粒度为3μm的氧化铪粉、0.08％的粒度为2μm的氢化锆粉、0.02％的0.3μm的碳单质粉，98.7％的2.0μm的为钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
将称取的氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉和钼粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以50r/min混合搅拌0.5h后；然后将钼粉投入混料机，以50r/min混合搅拌1h；最后再向混料机中加入碳单质粉，以70r/min混合搅拌0.5h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为130r/min球磨为1h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至400℃后，再以100r/min的转速进行球磨，球磨0.2h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在30MPa的压力下压制20s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在80Mpa的压力下压制30s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为800～1100℃，预烧结的时间为0.5～1h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1600℃后保温烧结2h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1800℃后保温烧结3h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2000℃，保温烧结5h。
实施例2
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取2.6％的粒度为5.5μm的氢化钛粉、1.9％的粒度为8μm的氧化铪粉、0.32％的粒度为6μm的氢化锆粉、0.35％的5μm的碳单质粉、0.23％的4.5μm的辅助添加粉和94.6％的2.0μm～4.5μm的钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
其中，辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，辅助添加粉中碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为8μm。
将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以80r/min混合搅拌1.5h后；然后将钼粉投入混料机，以80r/min混合搅拌2h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以110r/min混合搅拌1h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为280r/min球磨为3h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至700℃后，再以160r/min的转速进行球磨，球磨0.5h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在80MPa的压力下压制50s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在230Mpa的压力下压制90s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为1100℃，预烧结的时间为1h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1700℃后保温烧结3h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至2000℃后保温烧结4h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2250℃，保温烧结12h。
实施例3
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取1.5％的粒度为4μm的氢化钛粉、1.3％的粒度为5μm的氧化铪粉、0.2％的粒度为4μm的氢化锆粉、0.18％的2.6μm的碳单质粉、0.11％的3.3μm的辅助添加粉，96.71％的3.2μm的钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
其中，辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，辅助添加粉中碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为6.5μm。
将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以65r/min混合搅拌1h后；然后将钼粉投入混料机，以65r/min混合搅拌1.5h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以90r/min混合搅拌0.7h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为205r/min球磨为2h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至550℃后，再以130r/min的转速进行球磨，球磨0.35h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在55MPa的压力下压制35s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在155Mpa的压力下压制60s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为950℃，预烧结的时间为0.75h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1650℃后保温烧结2.5h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1900后保温烧结3.5h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2100℃，保温烧结8.5h。
实施例4
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取0.9％的粒度为3.2μm的氢化钛粉、0.9％的粒度为4μm的氧化铪粉、0.1％的粒度为3μm的氢化锆粉、0.1％的1.5μm的碳单质粉、0.6％的3μm的辅助添加粉，97.4％的3μm的钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
其中，辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，辅助添加粉中碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为6μm。
将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以55r/min混合搅拌0.8h后；然后将钼粉投入混料机，以55r/min混合搅拌1.2h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以80r/min混合搅拌0.7h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为160r/min球磨为1.5h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至450℃后，再以110r/min的转速进行球磨，球磨0.25h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在40MPa的压力下压制25s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在100Mpa的压力下压制40s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为850℃，预烧结的时间为0.6h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1625℃后保温烧结2.2h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1850后保温烧结3.2h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2050℃，保温烧结7h。
实施例5
一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，称取原料，按照质量分数，称取2.0％的粒度为4.5μm的氢化钛粉、1.6％的粒度为6.5μm的氧化铪粉、0.3％的粒度为5μm的氢化锆粉、0.30％的5.0μm的碳单质粉、0.19％的6.0μm的辅助添加粉，95.61％的6.0μm的钼粉，以上原料的百分比之和为100％；
其中，辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，辅助添加粉中碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为7μm。
将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料，具体按照下述方法进行：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以70r/min混合搅拌1.2h后；然后将钼粉投入混料机，以70r/min混合搅拌1.8h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以100r/min混合搅拌0.9h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将待球磨原料装入球磨机进行球磨，磨球为直径1.5cm的钼球，球料比为4:1，在球磨机以转速为260r/min球磨为2.8h后得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至600℃后，再以150r/min的转速进行球磨，球磨0.4h后，进行保温处理，得到混合原料。
步骤2，将混合原料进行压制，得到成型胚料，具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在70MPa的压力下压制45s，得到粗坯；
步骤2.2，将粗坯在200Mpa的压力下压制80s，然后卸压至常压得到成型胚料。
步骤3，将成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金，具体按照下述方法进行：
步骤3.1，将成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为1000℃，预烧结的时间为0.8h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金，其中阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1680℃后保温烧结2.8h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1950℃后保温烧结3.8h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2200℃，保温烧结11h。
将本发明一种钼铪锆钛碳合金的制备方法的实施例1-5制得的钼铪锆钛碳合金和使用现有技术制得的钼铪锆钛碳合金进行化学成分分析，加过如表1所示。
表1钼铪锆钛碳合金进行化学成分分析表
材料 C(wt％) O(wt％) Ti(wt％) Hf(wt％) Zr(wt％)
实施例1 0.030 0.017 0.40 0.34 0.072
实施例2 0.032 0.013 0.49 0.41 0.115
实施例3 0.026 0.013 0.47 0.48 0.116
实施例4 0.027 0.019 0.52 0.43 0.118
实施例5 0.028 0.021 0.54 0.32 0.105
现有技术 0.025 0.030 0.50 0.45 0.107
由表1能够看出，采用本发明的钼铪锆钛碳合金的制备方法制备出的钼铪锆钛碳合金的含氧量均在0.021％之下，小于使用现有技术制备的钼铪锆钛碳合金的含氧量；采用本发明的钼铪锆钛碳合金的制备方法制备出的钼铪锆钛碳合金的含碳量均在0.01-0.04％，符合钼合金含碳量的标准要求，且本发明制得的钼铪锆钛碳合金的含碳量均大于现有技术制得的钼铪锆钛碳合金的含碳量，说明在本发明的钼铪锆钛碳合金的制备方法在制备钼铪锆钛碳合金的过程中碳元素损失减少。

Claims (10)

1.一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，具体按照下述步骤进行：
步骤1，将氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉混合均匀，得到混合原料；
步骤2，将所述混合原料进行压制，得到成型胚料；
步骤3，将所述成型胚料进行烧结得到钼铪锆钛碳合金。
2.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1的混合原料中，氢化钛粉的质量分数为0.5％～2.6％、氧化铪粉的质量分数为0.7％～1.9％、氢化锆粉的质量分数为0.08％～0.32％、碳单质粉的质量分数为0.02％～0.35％、辅助添加粉的质量分数为0～0.23％，其余为钼粉，且所述氢化钛粉、氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉之和为100％。
3.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述辅助添加粉包括碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉，所述碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的质量比为2:1:3，所述碳化钛粉、碳化锆粉和氧化铪粉的粒度均为5μm～8μm。
4.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述氢化钛粉的粒度为2.5μm～5.5μm，所述氧化铪粉的粒度为3μm～8μm，所述氢化锆粉的粒度为2μm～6μm，所述碳单质粉的粒度为0.3μm～5μm，所述钼粉的粒度为2.0μm～4.5μm。
5.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中氢化钛粉、氧化铪粉、氢化锆粉、碳单质粉、钼粉和辅助添加粉具体按照下述步骤进行混合：
步骤1.1，将氢化钛粉、氧化铪粉和氢化锆粉放入混料机中以50r/min～80r/min混合0.5h～1.5h后；然后将钼粉投入混料机，以50r/min～80r/min混合1h～2h；最后再向混料机依次加入碳单质粉和辅助添加粉，以70r/min～110r/min混合0.5h～1h后得到待球磨原料；
步骤1.2，将所述待球磨原料装入球磨机中，在球磨机转速为130r/min～280r/min的条件下球磨1h～3h得到初球磨原料；
步骤1.3，将初球磨原料升温加热至400℃～700℃，再以100r/min～160r/min的转速球磨0.2h～0.5h后，进行保温处理，得到混合原料。
6.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中将混合原料进行压制时具体按照下述方法进行：
步骤2.1，将所述混合原料使用保温材料包覆后放入模具中，然后在30MPa～80MPa的压力下压制20s～50s，得到粗坯；
步骤2.2，将所述粗坯在80Mpa～230Mpa的压力下压制30s～90s，然后卸压至常压得到成型胚料。
7.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中成型胚料的烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.1，将所述成型胚料置于烧结炉中，在真空环境下进行预烧结，预烧结的温度为800～1100℃，预烧结的时间为0.5～1h；
步骤3.2，将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结，阶段升温烧结完成后冷却得到锆钛碳合金。
8.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3.2中将预烧结后的成型胚料进行阶段升温烧结具体按照下述步骤进行：
步骤3.2.1，将烧结炉的温度以110℃/h的速率升温至1600～1700℃后保温烧结2～3h；
步骤3.2.2，向烧结炉中通入氮氢混合气体，以80℃/h的速率升温至1800～2000℃后保温烧结3～4h；
步骤3.3.3，向烧结炉中通入氢气继续升温，以70℃的速率升温至2000℃～2250℃，保温烧结5-12h。
9.根据权利要求1所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3烧结时使用的烧结炉包括中空的烧结室(1)和冷却室(2)，还包括传送带(3)，所述传送带(3)贯穿烧结室(1)和冷却室(2)；
所述烧结室(1)的外侧面上设置有控制面板(4)，所述烧结室(1)的顶部设置有出气管(5)，所述出气管(5)与烧结室(1)相连通，所述出气管(5)的上端固接有压力出气阀(6)，所述压力出气阀(6)的上罩有球形滤气罩(7)；所述烧结室(1)的顶部还开有输气口(8)，所述输气口(8)处连通连接有气管(18)；
所述烧结室(1)的内腔内配设有内室(9)，所述内室(9)的外壁与烧结室(1)的内壁之间通过弹簧件(17)连接，所述内室(9)的上顶面内壁上固接有输气板(10)，所述输气板(10)内设有两层输气管(11)，一层所述输气管(11)呈X型排布，另一层所述输气管(11)呈十字型排布，所述输气管(11)的侧壁上开有多个输气孔(12)；所述输气管(11)均与出气管(18)连通连接；
所述冷却室(2)包括风冷室(13)和液冷室(14)，所述风冷室(13)位于靠近烧结室(1)处，所述风冷室(13)的上顶面设置有风扇(15)，所述风冷室(13)底部设置有单向出风口(16)。
10.根据权利要求9所述的一种钼铪锆钛碳合金的制备方法，其特征在于，所述烧结室(1)和内室(3)间填充有混合保温球，所述混合保温球中包括陶瓷粉末、硫酸铝、空心微球和粘连剂，且所述陶瓷粉末、硫酸铝、空心微球和粘连剂的质量比为3:3:1:1。
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