CN110669973A - 一种Ta-W合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Ta‑W合金材料及其制备方法，由以下质量百分比的成分组成：W 2％～15％，ZrB2 0.6％～2％，C 0.1％～0.5％，余量为Ta和不可避免的杂质。其制备方法，包括以下步骤：(1)、真空非自耗电弧熔炼制备W‑ZrB2‑C中间合金；(2)、破碎W‑ZrB2‑C中间合金，并与Ta粉混合均匀，压制成电极；(3)、电子束熔炼，得到半成品铸锭；(4)、将半成品铸锭切割加工成棒材，打磨后进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta‑W合金材料。本发明Ta‑W合金材料氧质量含量低，室温和高温强度高，并且具有优异的室温塑性和良好的抗氧化性能，在超高温的恶劣极端环境下有广阔的应用前景。

Description

一种Ta-W合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是合金材料制备技术领域，具体涉及一种Ta-W合金材料及其制备方法。
背景技术
在航空航天领域，钽钨(Ta-W)系列合金材料因具有高熔点、高强度、良好的室温塑性、耐蚀性和易于加工成形等优点在航空、航天和原子能工业、化工等领域有广泛的应用。钽钨合金多被用于超高温、超高压、高速气流冲蚀、急冷急热等极端环境的超高温结构件上。如用于火箭发动机高温结构材料，高超音速再入飞行器的耐热蒙皮，航天飞机的热防护，核燃料包壳材料，抗烧蚀的舵片、超音速飞机燃烧室、火箭、导弹及喷气发动机的控制零件等。
传统的钽钨合金是在钽中添加大量的高熔点难熔金属(如W、Mo和Hf等)进行固溶强化，提高钽合金的使用温度。由于合金化程度很高，晶格产生严重的畸变，使钽合金的塑性严重下降，材料的加工性能变差，成品率很低，而且单一的固溶强化机制难以大幅提高钽合金的高温力学性能；同时，由于引入了大量的W和Mo等元素，恶化了材料的抗氧化性能，不利于在航空航天上的应用。另一种强化Ta-W合金的方法是TaC，通过TaC弥散强化提高其室温和高温力学性能。虽然TaC具有高熔点、高硬度和高的弹性模量，能显著提高铌合金的高温强度，但TaC偏聚严重，使材料的塑性严重下降，加工成形困难，并且降低了材料使用的可靠性。
综上所述，本发明设计了一种Ta-W合金材料及其制备方法。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种Ta-W合金材料及其制备方法，该合金材料氧质量含量为36ppm～55ppm，室温抗拉强度为850MPa～1357MPa、室温延伸率为27％～35％，1600℃抗拉强度为365MPa～512MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.23mg/cm2～0.17mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种Ta-W合金材料，由以下质量百分比的成分组成：W 2％～15％，ZrB2 0.6％～2％，C 0.1％～0.5％，余量为Ta和不可避免的杂质；所述的Ta为粉状；其制备方法为：(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10-4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3300～3600℃下反复熔炼1～3次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金；
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼2～4次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.2A～1.6A，熔炼电压为60kV～80kV。
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.6A～1.2A，熔炼电压为40kV～60kV。
作为优选，一种Ta-W合金材料，由以下质量百分比的成分组成：W4％～12％，ZrB21％～1.6％，C 0.2％～0.4％，余量为Ta和不可避免的杂质。
作为优选，一种Ta-W合金材料，由以下质量百分比的成分组成：W8.5％，ZrB21.3％，C 0.3％，余量为Ta和不可避免的杂质。
作为优选，所述的步骤(1)中W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％，Ta的质量纯度不小于99％。
本发明的有益效果：
1、使用非自耗真空电弧熔炼方法制备W-ZrB2-C中间合金，在非自耗真空电弧熔炼过程中Ta与C反应生成TaC，并且TaC强化相均匀分布在合金中
2、难熔金属W完全固溶在Ta基体中，提高了Ta-W合金的室温和高温性能；TaC和ZrB2陶瓷相均匀分布在连续的Ta基体中，不但极大提高了Ta-W合金的力学性能，而且改善了合金棒材的高温抗氧化性能。
3、采用非自耗真空电弧熔炼+电子束熔炼+电子束区域熔炼方法制备Ta-W-ZrB2-C合金，降低了杂质含量，同时使大大降低了氧的含量、提高了合金材料的塑性。
4、本发明制备的Ta-W合金材料氧质量含量为36ppm～55ppm，室温抗拉强度为850MPa～1357MPa、室温延伸率为27％～35％，1600℃抗拉强度为365MPa～512MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.23mg/cm2～0.17mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明实施例1制备的Ta-W-ZrB2-C合金材料的显微组织图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种Ta-W合金材料，由以下质量百分比的成分组成：W 2％～15％，ZrB2 0.6％～2％，C 0.1％～0.5％，余量为Ta和不可避免的杂质；所述的Ta为粉状；其制备方法为：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3300～3600℃下反复熔炼1～3次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金；
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼2～4次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.2A～1.6A，熔炼电压为60kV～80kV。
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.6A～1.2A，熔炼电压为40kV～60kV。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3450℃下熔炼2次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼3次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.4A，熔炼电压为70kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.9A，熔炼电压为50kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本发明实施例1制备的Ta-W合金材料的显微组织如图1所示。从图1可以看出，TaC和ZrB2陶瓷颗粒均匀弥散分布在连续的Ta基体中。这种弥散分布的TaC和ZrB2陶瓷颗粒不但使Ta-W合金材料具有很高的力学性能，同时改善了Ta-W合金材料的高温抗氧化性能；连续的Ta基体使Ta-W合金材料具有较好的室温塑性。进一步分析本实施例制备的Ta-W合金棒材Ta基体的化学成分，结果表明难熔金属W完全固溶在Ta基体中，W固溶在Ta中提高了Ta的室温和高温力学性能。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为36ppm，室温抗拉强度为1357MPa、室温延伸率为35％，1600℃抗拉强度为512MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.17mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例2
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 8.5％，ZrB2 1.3％，C 0.3％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3300℃下熔炼1次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼2次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.2A，熔炼电压为60kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.6A，熔炼电压为40kV，冷却后得到Ta-W合金材料。。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为55ppm，室温抗拉强度为850MPa、室温延伸率为27％，1600℃抗拉强度为456MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.19mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例3
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 8.5％，ZrB2 1.3％，C 0.3％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3600℃下熔炼3次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼4次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.6A，熔炼电压为80kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为1.2A，熔炼电压为60kV，冷却后得到Ta-W合金材料。。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为39ppm，室温抗拉强度为1026MPa、室温延伸率为31％，1600℃抗拉强度为365MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.23mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例4
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 2％，ZrB20.6％，C 0.1％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3450℃下熔炼2次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼3次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.4A，熔炼电压为70kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.9A，熔炼电压为50kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为48ppm，室温抗拉强度为967MPa、室温延伸率为29％，1600℃抗拉强度为486MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.21mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例5
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 15％，ZrB2 2％，C 0.5％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3450℃下熔炼2次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼3次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.4A，熔炼电压为70kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.9A，熔炼电压为50kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为51ppm，室温抗拉强度为1256MPa、室温延伸率为33％，1600℃抗拉强度为501MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.22mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例6
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 4％，ZrB21％，C 0.2％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3300℃下熔炼1次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼2次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.2A，熔炼电压为60kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.6A，熔炼电压为40kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为39ppm，室温抗拉强度为1122MPa、室温延伸率为30％，1600℃抗拉强度为415MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.19mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例7
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 12％，ZrB2 1.6％，C 0.4％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3600℃下熔炼3次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼4次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.6A，熔炼电压为80kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为1.2A，熔炼电压为60kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为51ppm，室温抗拉强度为1255MPa、室温延伸率为285％，1600℃抗拉强度为465MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.19mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例8
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 4％，ZrB21％，C 0.4％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3450℃下熔炼2次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼3次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.4A，熔炼电压为70kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.9A，熔炼电压为50kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为41ppm，室温抗拉强度为1050MPa、室温延伸率为33％，1600℃抗拉强度为399MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.22mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
实施例9
本实施例Ta-W合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：W 12％，ZrB2 1.6％，C 0.2％，余量为Ta和不可避免的杂质。
本实施例Ta-W合金材料的制备方法包括以下步骤：
(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10- 4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3450℃下熔炼2次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金，所述W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％。
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；所述Ta粉的质量纯度均不小于99％。
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼3次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.4A，熔炼电压为70kV；
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.9A，熔炼电压为50kV，冷却后得到Ta-W合金材料。
本实施例制备的Ta-W合金材料氧质量含量为52ppm，室温抗拉强度为868MPa、室温延伸率为29％，1600℃抗拉强度为380MPa，在1600℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.22mg/cm2，由此证明该Ta-W合金材料氧含量低、室温和高温强度高，较好的室温塑性和高温抗氧化性能，能够在超高温空气环境中使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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 (4)

1.一种Ta-W合金材料及其制备方法，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：W2％～15％，ZrB2 0.6％～2％，C 0.1％～0.5％，余量为Ta和不可避免的杂质；所述的Ta为粉状；其制备方法为：(1)、将纯W、纯ZrB2和纯C放入非自耗真空电弧熔炼炉里；先抽真空至小于1×10-4Pa，然后充入氩气，在氩气保护下，在熔炼温度为3300～3600℃下反复熔炼1～3次，得到成分均匀的W-ZrB2-C中间合金；
(2)、机械破碎W-ZrB2-C中间合金，与Ta粉混合均匀，压制成电极；
(3)、将步骤(2)中所述电极置于电子束熔炼炉中，在真空度小于5×10-3Pa的条件下电子束熔炼2～4次，冷却后得到铸锭，然后将所述铸锭切割加工成半成品棒材；所述电子束熔炼的熔炼电流为1.2A～1.6A，熔炼电压为60kV～80kV。
(4)、对步骤(3)中所述半成品棒材进行打磨去除表面氧化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Ta-W合金材料；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为0.6A～1.2A，熔炼电压为40kV～60kV。
2.根据权利要求1所述的一种Ta-W合金材料，其特征在于，一种Ta-W合金材料，由以下质量百分比的成分组成：W 4％～12％，ZrB2 1％～1.6％，C 0.2％～0.4％，余量为Ta和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种Ta-W合金材料及其制备方法，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：W 8.5％，ZrB2 1.3％，C 0.3％，余量为Ta和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种Ta-W合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中W的质量纯度不小于98％，ZrB2的质量纯度不小于98％，C的质量纯度不小于98％，Ta的质量纯度不小于99％。
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CN114934202A (zh) * 2022-05-24 2022-08-23 宁波江丰电子材料股份有限公司 一种钽钼合金靶材及其制备方法与应用

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