CN110605398A - 一种微掺镧高温钼丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高温钼丝的制备技术领域，尤其为一种微掺镧高温钼丝的制备方法，包括以下步骤：S1：将钼酸铵和稀土硝酸镧的混合溶液按稀土氧化物0.3‑0.5％La2O3的比例进行喷雾掺杂得到混合物A；S2：将S1中所制得的混合物A进行加热分解、两段还原工序制得复合一定要求的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体；S3：将S2中所制得的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体依次经过筛、混粉、冷等静压、预烧和中频烧结工序制得坯条。本发明设计合理，经济节能，通过对微掺镧高温钼丝的工艺和设备进行调整和改进，可获得材质均匀、成材率高的微掺镧高温钼丝，有效地提高了微掺镧高温钼丝的高温使用性能。

Description

一种微掺镧高温钼丝的制备方法
技术领域
本发明涉及高温钼丝的制备技术领域，尤其涉及一种微掺镧高温钼丝的制备方法。
背景技术
钼和钼合金丝具有熔点高、高温强度高、良好的导电导热性能、低膨胀系数、良好的抗腐蚀性和化学稳定性等优点，因此在电子工业、化学工业、冶金工业及航空航天工业中均有广泛的应用，在电光源及电真空行业中主要用作电光源灯泡、热体支架、电子管栅极、发射管、二级整流管阴极，在机械加工行业中主要用于电火花加工，同时钼丝也是一种优良的高温材料，已被广泛地用来制造真空炉、保护气氛炉、高温炉发热体的原料。喷涂钼丝主要用于汽车磨损部件表面以及机械磨损面的精细喷涂，以增强起耐磨性能。
纯钼丝，具有低温脆性，主要是由于纯钼再结晶温度低(1100℃左右)，在高温下组织结构由纤维状转变成等轴状，力学性能降低，并且氧极易与钼生成氧化物在晶界富集，降低了晶界强度，所以纯钼的高温性能不好，在加工变形时常发生脆性断裂，且高温时易变形，使用寿命短，这些缺点严重制约了纯钼丝在工程的应用。
微掺镧高温钼丝是一种在较高温度下使用时仍具有稳定性能的钼合金丝它比纯钼丝的再结晶温度高，大约在1600℃左右，再结晶以后仍能维持一定的强度及塑性，它是在钼中掺杂进一种微量稀土元素而得，因此也称它为掺杂钼。研究表明：在钼中掺杂稀土氧化物La2O3可改善钼的微观结构，在高温下钼再结晶完成后La2O3粒子有阻碍再结晶晶粒向等轴晶转变的作用，使其再结晶后形成大而长的燕尾状的相互搭接的晶粒结构，同时由于La2O3吸附了钼中的氧，减缓了氧在晶界的偏聚，使晶界得到强化，从而改善了钼的室温脆性，降低了塑－脆转变温度，因此La-Mo丝的高温性能有较大的提高，然而现有的微掺镧高温钼丝工序较为繁琐，导致微掺镧高温钼丝的生产效率较低，为此，提出一种微掺镧高温钼丝的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种微掺镧高温钼丝的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种微掺镧高温钼丝的制备方法，包括以下步骤：
S1：将钼酸铵和稀土硝酸镧的混合溶液按稀土氧化物0.3-0.5％La2O3的比例进行喷雾掺杂得到混合物A；
S2：将S1中所制得的混合物A进行加热分解、两段还原工序制得复合一定要求的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体；
S3：将S2中所制得的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体依次经过筛、混粉、冷等静压、预烧和中频烧结工序制得坯条；
S4：将S3中所制得的坯条经过多阶段的旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品；
S5：将S4中所制得的微掺镧高温钼丝成品进行成品检验。
优选的，所述S1中，将稀土硝酸镧放置在去离子水中进行溶解得到稀土硝酸镧溶液；将钼酸铵放置在喷雾掺杂干燥机中；将稀土硝酸镧溶液以喷雾的形式添加到钼酸铵中，进行均匀掺杂，随后立即进行真空干燥和混合。
优选的，所述S2中，将S1中所制得的混合物A进行加热分解后，采用氢气净化的方式进行两段还原工序，且此过程氢气的露点<-40℃，氧含量<10ppm。
优选的，所述S3中，进行预烧结工序时，在每个低、中温阶段的保温点均采用长时间保温，使坯条的致密化程度增加，以减少在高温阶段稀土的挥发，充分保证了稀土元素镧的含量。
优选的，所述S4中，采用机械手旋锻机和自动串打机组对坯条进行旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一，可以大幅提高钼的再结晶温度；
第二，在还原过程中La2O3粒子在金属Mo的表面或周围对Mo起到包埋作用减小了钼与大气的接触面积，从而使钼的抗氧化能力增强；
第三，La2O3可起到细化晶粒的作用，还可提高烧结态钼坯的韧性和抗弯强度，通过La2O3含量的增加，抗弯强度升高，生产出的坯料加工性能好成材率高；
第四，简化了生产工艺，从而提高了微掺镧高温钼丝的生产效。
本发明设计合理，经济节能，通过对微掺镧高温钼丝的工艺和设备进行调整和改进，可获得材质均匀、成材率高的微掺镧高温钼丝，有效地提高了微掺镧高温钼丝的高温使用性能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的工艺参数控制图；
图3为本发明中串打设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参照图1-2，本发明提供一种技术方案：一种微掺镧高温钼丝的制备方法，包括以下步骤：
S1：将钼酸铵和稀土硝酸镧的混合溶液按稀土氧化物0.3-0.5％La2O3的比例进行喷雾掺杂得到混合物A；
S2：将S1中所制得的混合物A进行加热分解、两段还原工序制得复合一定要求的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体；
S3：将S2中所制得的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体依次经过筛、混粉、冷等静压、预烧和中频烧结工序制得坯条；
S4：将S3中所制得的坯条经过多阶段的旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品；
S5：将S4中所制得的微掺镧高温钼丝成品进行成品检验。
所述S1中，将稀土硝酸镧放置在去离子水中进行溶解得到稀土硝酸镧溶液；将钼酸铵放置在喷雾掺杂干燥机中；将稀土硝酸镧溶液以喷雾的形式添加到钼酸铵中，进行均匀掺杂，随后立即进行真空干燥和混合，本发明通过采用喷雾掺杂法具有以下优点：
1)、此方法每掺杂1公斤钼酸铵可节省去离子水1升，减少了干燥过程中能量的消耗，原生产工艺每生产1公斤掺杂料需消耗能量1KWh，而现在每生产1公斤掺杂料消耗能量0.7KWh，可见采用此方法，较常规的掺杂锅掺杂可节省能源0.3KWh/Kg，因而本方法经济节能。
2)、本方法采用真空干燥，即装料罐干燥时处于低真空状态，因而料中的水分容易蒸发，缩短混合时间，可以实现高效掺杂。
3)、本方法采用机械泵进行密封加液罐液态掺杂剂的加入，该方法能够精确的控制掺杂剂的多少，而且不会产生掺杂剂溶液的浪费，因此掺杂量容易控制。
4)本方法将原来的三道工序即掺杂、烘干、合批混料合在一起，减少中了间环节，就减少了杂质污染料的可能，掺杂剂的抽入与压出不与泵产生接触，不会造成掺杂剂污染，不会给要加工的料带来杂质。
所述S2中，将S1中所制得的混合物A进行加热分解后，采用氢气净化的方式进行两段还原工序，且此过程氢气的露点<-40℃，氧含量<10ppm，对氢气脱水和脱氧设施进行了改造，增大冷凝脱水能力，安装两组分子筛脱水罐，以增加氢气脱水的处理能力和净化效果，增加了一组氧化铝镀钯除氧罐，增大除氧能力，保证氢气氧含量<10ppm。
所述S3中，进行预烧结工序时，在每个低、中温阶段的保温点均采用长时间保温，使坯条的致密化程度增加，以减少在高温阶段稀土的挥发，充分保证了稀土元素镧的含量。
所述S4中，采用机械手旋锻机和自动串打机组对坯条进行旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品，如图3所示，在B202阶段采用三道工序即坯条在1450～1500℃依次经过Φ6.0-Φ5.6mm旋锻模加工；在1400～1450℃依.次经过Φ5.2-Φ4.8mm旋锻模加工；在1400～1450℃依次经过Φ4.4-Φ4.1mm旋锻模加工。在B201阶段经过两道次加工，即坯条在1400～1450℃依次经过Φ3.9-Φ3.6mm旋锻模加工；在1350～1400℃依次经过Φ3.3-Φ3.0mm旋锻模加工。该发明将传统的B202工艺由6道工序减少到3道工序，将B201工序由4道工序减少道2到工序，简化了生产工艺，提高了生产效率，同时经济节能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微掺镧高温钼丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将钼酸铵和稀土硝酸镧的混合溶液按稀土氧化物0.3-0.5％La2O3的比例进行喷雾掺杂得到混合物A；
S2：将S1中所制得的混合物A进行加热分解、两段还原工序制得复合一定要求的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体；
S3：将S2中所制得的均匀掺杂的稀土氧化镧的钼粉体依次经过筛、混粉、冷等静压、预烧和中频烧结工序制得坯条；
S4：将S3中所制得的坯条经过多阶段的旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品；
S5：将S4中所制得的微掺镧高温钼丝成品进行成品检验。
2.根据权利要求1所述的一种微掺镧高温钼丝的制备方法，其特征在于：所述S1中，将稀土硝酸镧放置在去离子水中进行溶解得到稀土硝酸镧溶液；将钼酸铵放置在喷雾掺杂干燥机中；将稀土硝酸镧溶液以喷雾的形式添加到钼酸铵中，进行均匀掺杂，随后立即进行真空干燥和混合。
3.根据权利要求1所述的一种微掺镧高温钼丝的制备方法，其特征在于：所述S2中，将S1中所制得的混合物A进行加热分解后，采用氢气净化的方式进行两段还原工序，且此过程氢气的露点<-40℃，氧含量<10ppm。
4.根据权利要求1所述的一种微掺镧高温钼丝的制备方法，其特征在于：所述S3中，进行预烧结工序时，在每个低、中温阶段的保温点均采用长时间保温，使坯条的致密化程度增加，以减少在高温阶段稀土的挥发，充分保证了稀土元素镧的含量。
5.根据权利要求1所述的一种微掺镧高温钼丝的制备方法，其特征在于：所述S4中，采用机械手旋锻机和自动串打机组对坯条进行旋锻加工、再结晶退火、拉丝和烧丝工序制得微掺镧高温钼丝成品。
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