CN110484778A - 一种用于制备钴基合金的中间合金及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备钴基合金的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉、与钨粉或钼粉中的一种。钴钨中间合金与钴钼中间合金作为钴基合金添加钨元素或钼元素的添加剂，钴钨中间合金与钴钼中间合金具有与钴元素相近的熔点，在添加过程中容易熔化，且不易产生偏析，以及钨元素或钼元素分布均匀。而且在钴基高温合金高温冶炼过程中既节约了能源，还进一步提升了钴基高温合金材料的加工性能。本发明还公开一种用于制备钴基合金的中间合金的制备工艺，包括以下步骤：S1、原料准备：S2、混料：S3、成型：S4、高温烧结：S5、破碎：该制备工艺步骤以及实验具体操作简单，实验结果理想。

Description

一种用于制备钴基合金的中间合金及其制备工艺
技术领域
本发明涉及中间合金制备技术领域，应用于钴基合金生产的的添加剂，尤其涉及一种用于制备钴基合金的中间合金及其制备工艺。
背景技术
金属钴在一种非常稀缺且较昂贵的一种金属，随着工业的不断进步，价格逐渐下降，使其在工业中得到了更为广泛的应用。金属钴主要应用于生产高温合金在发动机以及其它高端零部件中使用。然而为了提高钴基高温合金的高温性能和抗氧化性能，通常加入合金元素，再钴基中添加钨或钼等难熔金属材料作为合金元素，现有在钴基合金中添加钨或钼元素的通常做法是，将钨条或钼条破碎成小块直接添加，这样的添加方式容易造成偏析成份不均匀加工性能不好的问题，因此努力寻求一种合适的工艺方法势在必行。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种用于制备钴基合金的中间合金及其制备工艺，具有与钴元素熔点相接近的特性，克服了钴基合金添加钼元素偏析不均匀的问题，进一步提升了钴基合金的力学性能的一致性和综合性能。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于制备钴合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉、与钨粉或钼粉中的一种。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉50-62％、钨粉38-50％；
所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；
所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉55％、钨粉45％。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成：钴粉40-70％、钼粉30-60％；
所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；
所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉60-70％、钼粉30-40％；
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成：钴粉63％、钼粉37％。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成：钴粉40-60％、钼粉50-60％。
优选地，一种用于制备钴的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉43％、钼粉57％。
本发明采用的另一种技术方案：一种用于制备钴的中间合金的制备工艺，包括以下步骤：
S1、原料准备：
S2、混料：
将选好的钴粉和钼粉或钨粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为4-8h；
S3、成型：
将混合料通过等静压机或油压机上挤压成方形坯料或圆形坯料；成型的压力为≥200Mpa/cm2；
S4、高温烧结：
对方形坯料或圆形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为900～1450℃坯料，在真空或气体保护条件下，保温4-8h；
S5、破碎：
对高温烧结后的方形坯料或圆形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
优选地，在S4中，当采用的原料为钴粉与钨粉时，所述烧结温度为900～1400℃；当采用的原料为钴粉与钼粉时，所述烧结温度为1000～1450℃。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，
1、该中间合金的熔点与钴元素熔点相接近，在钴元素中添加钨或钼元素时，通过添加该中间合金的方式添加，因为该中间合金的熔点与钴元素熔点相接近，因此该中间合金在添加的过程中容易熔化，而且还不容易产生偏析和元素不均匀的问题。
2、进一步提高了钴基合金的加工性能。
3、本发明公开的工艺方法具体操作简单，通过该工艺方法制备的钴钨中间合金或钴钼中间合金具有与钴元素熔点相接近的特性。
附图说明
图1为本发明钴钨相图；
图2为本发明钴钼相图。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
一种用于制备钴合金的中间合金，由以下原料粉配比而成，钴粉、与钨粉或钼粉中的一种。
其中钴钨中间合金由以下原料粉配比而成，钴粉50-62％、钨粉38-50％；所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。优选钴粉55％、钨粉45％。
其中钴钼中间合金由以下原料粉配比而成：钴粉40-70％、钼粉30-60％；所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。
第一种优选原料粉配比方式：钴粉60-70％、钼粉30-40％；更优选的原料粉配比方式：钴粉63％、钼粉37％。
第二种优选原料粉配比方式：钴粉40-60％、钼粉50-60％。更优选原料粉配比方式：钴粉43％、钼粉57％。
一种用于制备钴合金的中间合金的制备工艺，包括以下步骤：
S1、原料准备：S2、混料：将选好的钴粉和钼粉或钨粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为4-8h；S3、成型：将混合料通过等静压机或油压机上挤压成方形或圆形坯料；成型的压力为≥200Mpa/cm2；S4、高温烧结：对圆形坯料或方形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为900～1450℃，在真空或气体保护条件下，保温4-8h；当采用的原料为钴粉与钨粉时，所述烧结温度为900～1400℃；当采用的原料为钴粉与钼粉时，所述烧结温度为1000～1450℃。S5、破碎：对高温烧结后的方形坯料或圆形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
实施例1
S1、原料准备：钴粉55％、钨粉45％；钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。S2、混料：将选好的钴粉和钨粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为6.5h；S3、成型：将混合料通过等静压机挤压成方形坯料；成型的压力为250Mpa/cm2；S4、高温烧结：对方形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为1250℃，在真空条件下，保温6.5h；S5、破碎：对高温烧结后的方形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
请参阅图1、通过该实施例一制备的钴钨中间合金的熔点为1471℃，与钴元素的熔点1495℃接近，在钴元素中添加钨元素时，通过添加该钴钨中间合金的方式添加，该中间合金在添加的过程中因为其熔点与钴元素熔点相近容易熔化，不容易产生偏析，而且钨元素分布均匀，在钴合金高温冶炼过程中既节约了能源，还进一步提升了钴合金高温材料的耐高温性能和抗氧化性能。
实施例2
S1、原料准备：钴粉63％、钼粉37％，钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。S2、混料：将选好的钴粉和钼粉或钨粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为7h；S3、成型：将混合料通过等静压机或油压机上挤压成圆形坯料；成型的压力为250Mpa/cm2；S4、高温烧结：对圆形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为1150℃，在气体保护条件下，保温5h；S5、破碎：对高温烧结后的圆形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
请参阅图2、通过该实施例二制备的钴钼中间合金的熔点为1335℃，比钴元素的熔点1495℃还低，在钴元素中添加钼元素时，通过添加该钴钼中间合金的方式添加，该中间合金在添加的过程中因为其熔点与钴元素熔点相近容易熔化，不容易产生偏析，而且钼元素分布均匀，在钴合金高温冶炼过程中既节约了能源，还进一步提升了钴基高温性材料的加工性能。
实施例3
S1、原料准备：钴粉43％、钼粉57％，钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。S2、混料：将选好的钴粉和钼粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为5.5h；S3、成型：将混合料通过油压机上挤压成方形坯料；成型的压力为300Mpa/cm2；S4、高温烧结：对方形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为1280℃，在真空或气体保护条件下，保温7.5h；S5、破碎：对高温烧结后的圆形坯料或方形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
请参阅图2、通过该实施例三制备的钴钼中间合金的熔点为1510℃，与钴元素的熔点1495℃接近，在钴元素中添加钼元素时，通过添加该钴钼中间合金的方式添加，该中间合金在添加的过程中因为其熔点与钴元素熔点相近容易熔化，不容易产生偏析，而且钼元素分布均匀，在钴基高温合金的冶炼过程中既节约了能源，还进一步提升了钴基高温合金材料的技工性能。
本发明通过反复实验得出，钴钨中间合金与钴钼中间合金作为钴元素添加钨元素或钼元素的添加剂，钴钨中间合金与钴钼中间合金具有与钴元素相近的熔点，在添加过程中容易熔化，且不易产生偏析，以及钨元素或钼元素分布不均的问题。而且在钴基高温合金的冶炼过程中既节约了能源，还进一步提升了加工性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉、与钨粉或钼粉中的一种。
2.根据权利要求1所示的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉50-62％、钨粉38-50％；
所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；
所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。
3.根据权利要求2所示的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉55％、钨粉45％。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成：钴粉40-70％、钼粉30-60％；
所述钴粉纯度≥99.5％、粒度≥100目；
所述钼粉纯度≥99.9％、粒度≥100目。
5.根据权利要求4所述的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉60-70％、钼粉30-40％。
6.根据权利要求5所述的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成：钴粉63％、钼粉37％。
7.根据权利要求4所述的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成：钴粉40-60％、钼粉50-60％。
8.根据权利要求7所述的一种用于制备钴基合金的中间合金，其特征在于：由以下原料粉配比而成，钴粉43％、钼粉57％。
9.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的一种用于制备钴基合金的中间合金的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原料准备：
S2、混料：
将选好的钴粉和钼粉或钨粉混合装入V型混料机进行混料，得到混合料，混料时间为4-8h；
S3、成型：
将混合料通过等静压机或油压机上挤压成方形坯料或圆形坯料；成型的压力为≥200Mpa/cm2；
S4、高温烧结：
对方形坯料或圆形坯料进行高温烧结，所述烧结温度为900～1450℃，在真空或气体保护条件下，保温4-8h；
S5、破碎：
对高温烧结后的方形坯料或圆形坯料进行破碎，破碎粒度为10-100mm。
10.根据权利要求9所述的一种用于制备钴基合金的中间合金的制备工艺，其特征在于：在S4中，当采用的原料为钴粉与钨粉时，所述烧结温度为900～1400℃；当采用的原料为钴粉与钼粉时，所述烧结温度为1000～1450℃。
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