CN110218895A - 一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺 - Google Patents

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张连维
华德生
邓军
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    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon

Abstract

本发明涉及一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：配料；步骤二：熔炼；步骤三：浇铸；步骤四：拉丝；步骤五：喷涂；步骤六：热锻；步骤七：轧制。本发明具有成功解决弥散材料分散不均的核心问题，使弥散后的铂金材料强度大幅提升的效果。

Description

一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺
技术领域
本发明涉及铂铑合金板材强化的技术领域，尤其是涉及一种弥散强化铂铑合金板材制备工艺。
背景技术
铂铑合金又称铂金，属于贵金属，铂铑合金目前被广泛用于玻璃工业，主要用于做成用于玻璃拉丝的漏板。一般铂铑合金晶粒大，高温下比较容易断裂，耐腐蚀性也较差，而弥散铂铑合金晶粒相对非常细小，晶界面积增大，高温下断裂强度高，耐腐蚀性好，弥散强化铂铑合金是在铂金或铂铑合金之中加入锆、钇等金属氧化物，能阻止铂铑合金在高温和应力下晶界的位移和晶粒之长大，使铂铑合金高温结构稳定，具有良好抗蠕变性及较高的金属强度，比纯铂或铂铑合金耐腐蚀能力更强。目前工业上用的弥散强化铂铑材料制作方法一般有三种：叠层内氧化法、粉末冶金法和液相沉积法，大多数公司采用粉末冶金法。
现有的可参考授权公告号为CN102876911B的中国发明专利，其公开了一种制作弥散强化铂铑合金板材的方法，包括以下工艺步骤：（1）配料：铑粉9.9~10%、弥散剂0.2~0.6%，余量为铂金铸锭；（2）将配好的原料进行熔炼，得到液态合金；（3）将液态合金浇注成铸锭，将铸锭轧制成合金片材；（4）将合金片材裁剪后，进行氧化处理，得到弥散强化合金薄片；（5）将多张弥散强化合金薄片在摩擦压力机上进行复合；（6）将步骤（5）得到的产品进行退火处理，然后在空气锤上进行锻打，得到铂铑锭；（7）将铂铑锭退火处理后，进行开坯；（8）将步骤（7）得到的铂铑锭轧制成所需厚度的1.5~2倍时进行退火，然后在轧机上轧制得到所需厚度的成品。本发明解决了弥散强化铂铑合金难以制作超过20KG的片材的难题。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述的这种方法虽然也能够实现弥散强化铂铑合金板材的加工，但这种层叠锻打的方法，不易使锆或钇的氧化物在铂金中均匀分散，导致强化后铂金材料强度差异，薄弱部分易变形破损降低使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，具有成功解决弥散材料分散不均的核心问题，使弥散后的铂金材料强度大幅提升。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，包括以下步骤:
步骤一：配料，取弥散剂0.8%-0.15%，其余为铂铑合金；
步骤二：熔炼，将步骤一中配好的弥散剂以及铂铑合金溶解成液态合金；
步骤三：浇铸，将步骤二中熔炼完成的液态合金在浇铸模中浇铸成金属锭，浇铸温度为2050～2250℃；
步骤四：拉丝：将步骤三中的金属锭经过高温锻打、压延拉直成金属细丝；
步骤五：喷涂：将步骤四中的金属细丝放入高温喷枪中高温雾化成纳米级的细小颗粒，然后均匀喷涂于金属锭模具中，使金属丝细小颗粒在金属锭模具中层积为金属锭，此时，弥散剂颗粒在高温雾化过程中变成纳米级微细粒均匀分散在金属锭中；
步骤六：热锻，将步骤五得到的产品经过退火处理，然后，经过锻打得到弥散强化铂铑锭；
步骤七：轧制，将步骤六中得到的弥散强化铂铑锭轧制成所需厚度的板材，即得产品弥散强化铂铑合金板材。
通过采用上述技术方案，按照本发明工艺制备的弥散强化铂铑合金弥散剂在铂金中均匀分散，强化后铂金材料强度高且均一，使用寿命高。
本发明进一步设置为：所述弥散剂为金属锆、钇或其金属氧化物。
本发明进一步设置为：所述的步骤二中熔炼设备采用真空感应炉，控制真空感应炉真空度小于25pa，将弥散剂以及铂铑合金在温度在高温为2000-2200℃中，熔炼2-2.5小时。
本发明进一步设置为：所述的步骤三铸模为水冷铜模。
本发明进一步设置为：所述的步骤四，金属细丝直径为1-3mm。
本发明进一步设置为：所述的步骤五，所述高温噴枪的加热温度为2200-2500℃。
本发明进一步设置为：所述的步骤六，在1300～1450℃下退火处理25～60分钟，然后在200Kg的空气锤上进行15～20次锻打，始锻温度为1300～1450℃，始锻10～15次，终锻温度为1000～1200℃，终锻5～10次。
本发明进一步设置为：所述的步骤七，弥散强化铂铑锭轧制成所需厚度的1.5-2倍时进行退火20～60分钟，退火温度为1200～1300℃，然后在轧机上轧制得到所需厚度。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.按照本发明工艺制备的弥散强化铂铑合金弥散剂在铂金中均匀分散，强化后铂金材料强度高且均一，使用寿命高；
2.弥散强化相达到纳米级，于弥散强化材料而言，当基体中弥散强化相含量一定的情况下，通过细化弥散强化颗粒可大大提高弥散强化相对基体的弥散强化效果，从而提高材料的高温力学性能。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤:
步骤一：配料，取弥散剂0.8%-0.15%，其余为铂铑合金，弥散剂为金属锆、钇或其金属氧化物；
步骤二：熔炼，将步骤一中配好的弥散剂以及铂铑合金采用真空感应炉，控制真空感应炉真空度小于25pa，温度为2000-2200℃中，熔炼2-2.5小时，解成液态合金；
步骤三：浇铸，将步骤二中熔炼完成的液态合金在水冷铜浇铸模中浇铸成金属锭，浇铸温度为2050～2250℃；
步骤四：拉丝：将步骤三中的金属锭经过高温锻打、压延拉直成直径1-3mm的金属细丝；
步骤五：喷涂：将步骤四中的金属细丝放入高温喷枪加热至2200-2500℃中，高温雾化成纳米级的细小颗粒，然后均匀喷涂于金属锭模具中，使金属丝细小颗粒在金属锭模具中层积为金属锭，此时，弥散剂颗粒在高温雾化过程中变成纳米级微细粒均匀分散在金属锭中；
步骤六：热锻，将步骤五得到的产品在1300～1450℃下退火处理25～60分钟，然后在200Kg的空气锤上进行15～20次锻打，始锻温度为1300～1450℃，始锻10～15次，终锻温度为1000～1200℃，终锻5～10次。得到弥散强化铂铑锭；
步骤七：轧制，将步骤六中得到的弥散强化铂铑锭轧制成所需厚度的1.5-2倍时进行退火20～60分钟，退火温度为1200～1300℃，然后在轧机上轧制得到所需厚度板材，即得产品弥散强化铂铑合金板材。
本实施例的实施原理为：按照本发明工艺制备的弥散强化铂铑合金弥散剂在铂金中均匀分散，强化后铂金材料强度高且均一，使用寿命高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一：配料，取弥散剂0.8%-0.15%，其余为铂铑合金；
步骤二：熔炼，将步骤一中配好的弥散剂以及铂铑合金溶解成液态合金；
步骤三：浇铸，将步骤二中熔炼完成的液态合金在浇铸模中浇铸成金属锭，浇铸温度为2050～2250℃；
步骤四：拉丝：将步骤三中的金属锭经过高温锻打、压延拉直成金属细丝；
步骤五：喷涂：将步骤四中的金属细丝放入高温喷枪中高温雾化成纳米级的细小颗粒，然后均匀喷涂于金属锭模具中，使金属丝细小颗粒在金属锭模具中层积为金属锭，此时，弥散剂颗粒在高温雾化过程中变成纳米级微细粒均匀分散在金属锭中；
步骤六：热锻，将步骤五得到的产品经过退火处理，然后，经过锻打得到弥散强化铂铑锭；
步骤七：轧制，将步骤六中得到的弥散强化铂铑锭轧制成所需厚度的板材，即得产品弥散强化铂铑合金板材。
2.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述弥散剂为金属锆、钇或其金属氧化物。
3.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤二中熔炼设备采用真空感应炉，控制真空感应炉真空度小于25pa，将弥散剂以及铂铑合金在温度在高温为2000-2200℃中，熔炼2-2.5小时。
4.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤三铸模为水冷铜模。
5.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤四，金属细丝直径为1-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤五，所述高温噴枪的加热温度为2200-2500℃。
7.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤六，在1300～1450℃下退火处理25～60分钟，然后在200Kg的空气锤上进行15～20次锻打，始锻温度为1300～1450℃，始锻10～15次，终锻温度为1000～1200℃，终锻5～10次。
8.根据权利要求1所述的一种弥散强化铂铑合金板材的制备工艺，其特征在于：所述的步骤七，弥散强化铂铑锭轧制成所需厚度的1.5-2倍时进行退火20～60分钟，退火温度为1200～1300℃，然后在轧机上轧制得到所需厚度。
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