CN110722152A - 一种大尺寸细晶钼棒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大尺寸细晶钼棒的制备方法。该方法包括：成形处理步骤：将钼粉进行成形处理，得到成形坯；烧结处理步骤：将所述成形坯进行烧结处理，得到烧结坯；锻造变形处理步骤：将所述烧结坯进行锻造变形处理，得到锻造棒坯；热处理步骤：将所述锻造棒坯进行退火热处理，得到所述钼棒。本发明制备的纯钼棒材生产规格可扩大到φ90‑φ150mm、长度可达3000mm，材料晶粒细小、均匀，室温抗拉强度≥550MPa、断后伸长率≥15％，1000℃高温强度≥200MPa，断后伸长率≥20％。

Description

一种大尺寸细晶钼棒及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种大尺寸细晶钼棒及其制备方法。
背景技术
纯钼具有高的熔点、高的弹性模量，良好的导电导热性能与低的热膨胀系数，在医疗领域、航空航天、电力电子等领域得到了广泛应用。目前国内所生产的常见规格为直径小于80mm的棒材。国外标准ASTM B387要求直径大于80mm钼棒抗拉强度大于450MPa，屈服强度大于380MPa，延伸率大于10％，硬度大于HV205。
随着高端医疗组件国产化进程进一步加快，以及航空航天、兵器工业应用领域的不断发展，对大尺寸高性能钼棒材需求愈加迫切。对于直径大于80mm的纯钼棒材，变形方式主要有空气锤、精锻、快锻、挤压变形加工。
传统的空气锤锻造设备能力有限，锻造变形量小，心部变形不透，产品性能指标达不到ASTM B387要求。
精锻虽然变形能力足够，但存在着钼棒表层和内部变形不一致，容易造成横向组织的不均匀性，从而可能导致棒材横向性能的差别。张德尧在《粉冶纯钼棒的精密锻造探索》指出在精密锻造加工过程中，表层金属变形大、流动快,内层金属变形小流动慢，中心金属变形最差，由于在这种情况下金属的内外层变形程度的不同和流动速度的差异，造成了横向组织的不均匀性，从而可能导致棒材横向性能的差别。
热挤压能使金属产生塑性变形的较好条件，这样使得钼及钼合金坯料可以在低塑性的状态实现变形，使晶粒得到破碎、细化，从而大大提高合金的机械性能。但是，张清在《熔炼钼合金的挤压加工》指出国内用于难熔金属挤压加工的设备寥寥无几，部分厂家或者因挤压力不够，或者因加热装备达不到工艺要求的加热温度而无法进行挤压；并且在挤压过程中容易产生钼棒头部劈裂、尾部缩孔、表面产生横向较深的裂纹，产品合格率低。
冯宝奇等采用单火次大加工率的锻造制备了高性能钼棒(一种制备高性能钼棒的办法，专利号ZL200610165738.9，发明人：冯宝奇等)，但该方法制备的钼棒尺寸较小，主要用作小尺寸的阴极靶旋转转子。
张灵杰等制备了直径为500-700mm，长度为2500-3000mm的钼电极(一种超大型细晶钼电极的制备方法，专利公开号CN104190937B，发明人：张灵杰等)，但该方法制备的大尺寸钼电极主要用于玻璃纤维丝的生产，无具体的晶粒度和综合力学性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的之一在于提供一种大尺寸细晶钼棒的制备方法，该方法制备的钼棒合格率高、适用性强，可生产不同规格的纯钼棒材。
本发明的目的之二在于提供一种大尺寸细晶钼棒。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种大尺寸细晶钼棒的制备方法，包括：
成形处理步骤：将钼粉进行成形处理，得到成形坯；
烧结处理步骤：将所述成形坯进行烧结处理，得到烧结坯；
锻造变形处理步骤：将所述烧结坯进行锻造变形处理，得到锻造棒坯；
热处理步骤：将所述锻造棒坯进行退火热处理，得到所述钼棒。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述成形处理步骤中，所述钼粉的粒度为3.0～4.0μm，松装密度1.0～1.5g/cm3；优选地，所述成形处理为在模具型腔内进行；优选地，所述成形处理为冷等静压成形；更优选地，所述冷等静压的压力为150～200MPa(比如160MPa、170MPa、180MPa、190MPa)，保压时间为6～15min(比如7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min)，若冷等静压的压力过小，则烧结后所得的烧结坯密度较小；若冷等静压的压力过大，则压坯(成形坯)在脱模过程中容易出现分层或在烧结过程中容易出现膨胀。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述成形处理步骤中，所述成形坯的直径为200～350mm(比如210mm、220mm、250mm、280mm、300mm、320mm、330mm、340mm)。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述烧结处理步骤中，所述烧结处理在保护气氛下进行，优选地，所述保护气氛为氢气；较之采用真空及其他气氛进行烧结，采用氢气可使得成本最低。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述烧结处理步骤中，所述烧结处理为分段升温烧结过程，在达到最高烧结温度之前设置若干保温台阶保温，以降低氧含量并去除杂质，所述最高烧结温度为1900～2050℃(比如1920℃、1940℃、1970℃、2000℃、2030℃、2040℃)，在所述最高烧结温度条件下保温4～8h(比如4.5h、5h、6h、7h、7.5h)。
更优选地，所述烧结处理为：以60～80℃/h(比如62℃/h、65℃/h、70℃/h、72℃/h、75℃/h、78℃/h)的升温速度到1000-1200℃(比如1020℃、1050℃、1080℃、1100℃、1120℃、1150℃、1180℃、1190℃)，保温4～10h(比如4.5h、5h、6h、7h、8h、9h、7.5h)，再以100～120℃/h继续升温到1900～2050℃(即所述最高烧结温度，比如1920℃、1940℃、1970℃、2000℃、2030℃、2040℃)，保温4～8h(比如4.5h、5h、6h、7h、7.5h)；其中，在以60～80℃/h的升温速度到1000-1200℃的步骤中，60～80℃/h的缓慢升温可使得：(1)成形坯(钼棒坯)外表面的热量有足够的时间传递至心部，使钼棒坯心部的热量与边部保持一致，降低了钼棒坯边部和心部的温度梯度差异，钼棒坯各部位烧结能同步进行，内部的孔隙得以缓慢排除；(2)C、O等杂质能更加充分进行反应，反应生成的H2O、CO等产物从烧坯中排除，从而制备出更为低碳、低氧等杂质含量低的烧结坯；1000-1200℃的温度范围主要是为了在低温阶段起到充分还原，降低氧含量和其他杂质的作用；另外，若烧结温度低于1900℃，则烧结坯的密度较小，若高于2050℃，则烧结坯坯料晶粒容易长大；因此烧结温度低于1900℃或者高于2050℃均会影响锻造合格率。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述烧结处理步骤中，所述烧结坯的直径为170～305mm(比如170mm、180mm、200mm、220mm、240mm、260mm、280mm、290mm)。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述锻造变形处理步骤中，采用快锻变形处理，始锻温度为1300～1450℃(比如1320℃、1350℃、1370℃、1400℃、1420℃、1440℃)，终锻温度不低于850℃，优选地，终锻温度为850-950℃(比如870℃、850℃、900℃、920℃、940℃)；若终锻温度过高，则晶粒容易粗大，从而降低性能，若终锻温度低于850℃，则锻造过程中容易产生裂纹；所述快锻变形处理开始前所进行的加热时间为1.5-3.5小时；所述锻造变形处理包括两火次以上锻造处理，所述锻造变形处理的总变形量大于70％，本申请中，变形量＝(变形前截面积-变形后截面积)/变形前截面积；更优选地，锻造速度为80～108mm/s(比如85mm/s、90mm/s、95mm/s、100mm/s、104mm/s)；若锻造速度过小则止坯料在锻打过程中温度下降较快，不利于材料的塑性；但若锻造速度过大，耗能就会越大而导致成本增加；进一步优选地，采用1000T及以上公称压力的快锻机进行所述锻造变形处理。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述锻造变形处理步骤中，所述锻造变形处理包括两火次锻造处理，每火次锻造处理依次包括加热处理和快锻处理；优选地，在第一火次锻造处理中，所述加热处理的加热温度为1300～1450℃(比如1320℃、1350℃、1370℃、1400℃、1420℃、1440℃)，保温时间为1h～2h(比如1.2h、1.5h、1.8h)，在此加热温度和保温时间内的第一火次锻造处理可使坯料加热充分，边缘和心部温度均匀，提高材料的塑性，降低高温变形抗力，进而提高生产效率及锻件内部质量；所述快锻处理的锻造变形量为40％～60％(比如42％、45％、48％、50％、52％、54％、58％)，若锻造变形量太小，坯料的心部未变形，若锻造变形量太大，则容易产生裂纹，合格率降低；锻造速度为80～108mm/s(比如82mm/s、85mm/s、88mm/s、92mm/s、95mm/s、98mm/s、102mm/s)；优选地，在第二火次锻造处理中，所述加热处理的加热温度为1100～1200℃(比如1110℃、1130℃、1150℃、1170℃、1180℃、1190℃)，保温时间为0.5h-1.5H(比如0.7H、1H、1.2H、1.4H)，所述快锻处理的锻造变形量为30％～50％(比如32％、35％、38％、40％、42％、44％、48％)，锻造速度为80～108mm/s(比如82mm/s、85mm/s、88mm/s、92mm/s、95mm/s、98mm/s、102mm/s)第二火次相比第一火次锻造温度降低，因此若第二火次变形量太大会造成坯料开裂，因此优选将锻造变形量控制在30％～50％；本申请中，相比两火次锻造处理，若进行一火次锻造处理容易因变形量太大而产生裂纹，且对快锻设备能力构成挑战。
本申请中，由于锻造加热温度高于纯钼的再结晶温度，必须严格控制每一火次的锻造变形量，通过快锻变形设备实现钼棒的大变形量锻造，锻造火次不超过两道次，以减少变形加工中的热循环次数，避免热变形加工中的再结晶行为的发生。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述锻造变形处理步骤中，所述锻造棒坯的直径为90～150mm(比如95mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、145mm)。
在上述大尺寸细晶钼棒的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述热处理步骤中，所述退火热处理的退火温度为900～1000℃(比如910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃)，保温时间为60～120min(比如70min、80min、90min、100min、110min)。退火热处理主要目的在于去除锻造变形引起的内应力，温度过低起不到消除应力的作用，温度过高则易发生晶粒长大。
本发明还提供一种采用上述方法制备的大尺寸细晶钼棒。
在上述大尺寸细晶钼棒中，作为一种优选实施方式，所述细晶钼棒的尺寸为φ90-φ150mm，室温抗拉强度≥550MPa、断后伸长率≥15％，1000℃高温强度≥200MPa，断后伸长率≥20％。
本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
(1)本发明提供的制备方法工艺简单，生产过程中的钼棒合格率高，易实现工业化生产。
(2)本发明制备的钼棒具有晶粒组织细小均匀、杂质元素含量较低、高致密性、高强度等优异性能，能够满足医疗等行业应用领域的使用要求。
(3)本发明制备的纯钼棒材生产规格可扩大到φ90-φ150mm、长度可达3000mm，材料晶粒细小、均匀，室温抗拉强度≥550MPa、断后伸长率≥15％，1000℃高温强度≥200MPa，断后伸长率≥20％。
附图说明
为更清晰地描述本发明，此处结合附图对本发明进一步说明。其中：
图1为利用本发明的制备方法所制备的大尺寸细晶钼棒(纯钼棒材)的横向剖面金相组织照片；
图2为利用本发明的制备方法所制备的大尺寸细晶钼棒(纯钼棒材)的纵向剖面金相组织照片。
具体实施方式
为了突出表达本发明的目的、技术方案及优点，下面结合实施例对本发明进一步说明，示例通过本发明的解释方式表述而非限制本发明。本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
以下实施例中所用原料都可以从市场上购得。锻造变形处理所用设备为快锻机，生产厂家为兰石重工有限公司，型号为10MN快锻机。
实施例1
(1)钼粉选取：选取粒度为3.0μm，松装比为1.1g/cm3的钼粉作为原料；
(2)冷等静压成形：将步骤(1)选取的钼粉(纯钼粉末)放入模具中，再在150MPa压力下保压6分钟，得到直径为205mm的成形坯；
(3)高温烧结：将步骤(2)得到的成形坯放入中频高温氢气烧结炉内进行烧结：以80℃/h的速率升温到1200℃，保温6h，再以120℃/h的速率继续升温到1900℃，保温4h，得到直径为180mm，长度为900mm的烧结坯；
(4)锻造变形加工：将步骤(3)得到的烧结坯进行两火次快锻变形加工处理；其中，第一火次加热温度为1300℃，保温时间为1h，锻造到φ125mm，变形量为52％，锻造速度为95mm/s；第二火次加热温度为1100℃，保温时间为0.5h，变形量为42％，锻造速度为90mm/s，终锻温度为850℃，最终得到直径为95mm，长度为3600mm的锻坯；锻造变形处理的总变形量为72％；
(5)退火热处理：将步骤(4)得到的锻坯放置于氢气保护加热炉中进行退火热处理，退火温度为900℃，保温60min。
图1为本实施例制备的高性能钼棒(纯钼棒材)的横向剖面金相组织照片，图2为本实施例制备的钼棒(纯钼棒材)的纵向剖面金相组织照片，从图中可以看出本实施例所制备的钼棒晶粒细小均匀，晶粒度达到八级。经过性能检测(室温拉伸实验按照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》进行，本申请的实施例中高温拉伸实验按照GB/T 4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》进行)，本实施例所得钼棒的室温抗拉强度达到650MPa，断后伸长率20％；1000℃高温强度达到235MPa，断后伸长率30％。本实施例制备钼棒3根，按照ASTM B387-2010标准，合格率为100％。
实施例2
(1)钼粉选取：选取粒度为3.5μm，松装比为1.2g/cm3的钼粉作为原料；
(2)冷等静压成形：将步骤(1)选取的钼粉(纯钼粉末)放入模具中，再在180MPa压力下保压8分钟，得到直径为270mm的成形坯；
(3)高温烧结：将步骤(2)得到的成形坯放入中频高温氢气烧结炉内进行烧结，以70℃/h的速率升温到1200℃，保温8h，再以110℃/h的速率继续升温到1950℃，保温5h，得到直径为235mm，长度为850mm的烧结坯；
(4)锻造变形加工：将步骤(3)得到的烧结坯进行两火次快锻变形加工处理，其中，第一火次加热温度为1350℃，保温时间为1.5h，锻造到φ155mm，变形量为57％，锻造速度为100mm/s；第二火次加热温度为1150℃，保温时间为0.5h，变形量为40％，锻造速度为95mm/s，终锻温度为900℃，最终得到直径为120mm，长度为3068mm的锻坯；锻造变形处理的总变形量为74％；
(5)退火热处理：将步骤(4)得到的锻坯放置于氢气保护加热炉中进行退火热处理，退火温度为950℃，保温90min。
本实施例制备的高性能钼棒的横向剖面金相组织和纵向剖面金相组织与实施例1制得的钼棒相似，所制得的钼棒晶粒细小均匀，晶粒度达到八级。取本实施例制备的钼棒按实施例1所用方法进行性能检测，其室温抗拉强度达到620MPa，断后伸长率20％；1000℃高温强度达到220MPa，断后伸长率26％。本实施例制备钼棒3根，按照ASTM B387-2010标准，合格率为100％。
实施例3
(1)钼粉选取：选取粒度为4μm，松装比为1.3g/cm3的钼粉作为原料；
(2)冷等静压成形：将第一步选取的钼粉(纯钼粉末)放入模具中，再在200MPa压力下保压10分钟，得到直径为350mm的成形坯；
(3)高温烧结：将步骤(2)得到的成形坯放入中频高温氢气烧结炉内进行烧结，以60℃/h的速率升温到1200℃，保温10h，再以100℃/h的速率继续升温到2000℃，保温6h，得到直径为305mm，长度为750mm的烧结坯；
(4)锻造变形加工：将步骤(3)得到的烧结坯进行两火次快锻变形加工处理；其中，第一火次加热温度为1400℃，保温时间为2h，锻造到φ200mm，变形量为52％，锻造速度为105mm/s；第二火次加热温度为1200℃，保温时间为0.5h，变形量为44％，锻造速度为100mm/s，终锻温度为950℃，最终得到直径为150mm，长度为3100mm的锻坯；锻造变形处理的总变形量为76％；
(5)退火热处理：将步骤(5)得到的锻坯放置于氢气保护加热炉中进行退火热处理，退火温度为1000℃，保温120min。
本实施例制备的高性能钼棒的横向剖面金相组织和纵向剖面金相组织与实施例1制得的钼棒相似，所制得的钼棒晶粒细小均匀，晶粒度达到七级。取本实施例制备的钼棒按实施例1所用方法进行性能检测，其室温抗拉强度达到590MPa，断后伸长率18％；1000℃高温强度达到215MPa，断后伸长率22％。本实施例制备钼棒3根，按照ASTM B387-2010标准，合格率为100％。
实施例4
(1)钼粉选取：选取粒度为3.0μm，松装比为1.1g/cm3的钼粉作为原料；
(2)冷等静压成形：将步骤(1)选取的钼粉(纯钼粉末)放入模具中，再在150MPa压力下保压6分钟，得到直径为205mm的成形坯；
(3)高温烧结：将步骤(2)得到的成形坯放入中频高温氢气烧结炉内进行烧结：以80℃/h的速率升温到1200℃，保温6h，再以120℃/h的速率继续升温到1900℃，保温4h，得到直径为180mm，长度为900mm的烧结坯；
(4)锻造变形加工：将步骤(3)得到的烧结坯进行两火次快锻变形加工处理；其中，第一火次加热温度为1300℃，保温时间为1h，锻造到φ115mm，变形量为59％，锻造速度为95mm/s；第二火次加热温度为1100℃，保温时间为0.5h，变形量为31％，锻造速度为90mm/s，终锻温度为850℃，最终得到直径为95mm，长度为3600mm的锻坯；锻造变形处理的总变形量为72％；
(5)退火热处理：将步骤(4)得到的锻坯放置于氢气保护加热炉中进行退火热处理，退火温度为900℃，保温60min。
本实施例制备的高性能钼棒的横向剖面金相组织和纵向剖面金相组织与实施例1制得的钼棒相似，所制得的钼棒晶粒细小均匀，晶粒度达到八级。取本实施例制备的钼棒按实施例1所用方法进行性能检测，室温抗拉强度达到670MPa，断后伸长率25％；1000℃高温强度达到240MPa，断后伸长率28％。本实施例制备钼棒3根，按照ASTM B387-2010标准，合格率为100％。
实施例5
(1)钼粉选取：选取粒度为4μm，松装比为1.3g/cm3的钼粉作为原料；
(2)冷等静压成形：将第一步选取的钼粉(纯钼粉末)放入模具中，再在200MPa压力下保压10分钟，得到直径为350mm的成形坯；
(3)高温烧结：将步骤(2)得到的成形坯放入中频高温氢气烧结炉内进行烧结，以60℃/h的速率升温到1200℃，保温10h，再以100℃/h的速率继续升温到2000℃，保温6h，得到直径为305mm，长度为750mm的烧结坯；
(4)锻造变形加工：将步骤(3)得到的烧结坯进行三火次快锻变形加工处理；其中，第一火次加热温度为1400℃，保温时间为2h，锻造到φ240mm，变形量为38％，锻造速度为108mm/s；第二火次加热温度为1200℃，保温时间为0.5h，锻造到190mm，变形量为37％，锻造速度为105mm/s，最终得到直径为190mm的锻坯；第三火次加热温度为1100℃，保温时间为0.5h，锻造到φ150mm，变形量为37％，锻造速度为105mm/s，终锻温度为950℃，最终得到直径为150mm，长度为3100mm的锻坯；锻造变形处理的总变形量为76％；
(5)退火热处理：将步骤(5)得到的锻坯放置于氢气保护加热炉中进行退火热处理，退火温度为1000℃，保温120min。
本实施例制备的钼棒晶粒度为六级。取本实施例制备的钼棒按实施例1所用方法进行性能检测，其室温抗拉强度为560MPa，断后伸长率15％；1000℃高温强度达到200MPa，断后伸长率17％。
对比例1-2
对比例1-2与实施例1相比，除步骤(4)中第一火次的变形量和第二火次的变形量不同之外，其他都与实施例1相同，制备成相同规格的钼棒。具体的工艺参数和性能数据如表1所示。
表1对比例1-2的变形量工艺参数和钼棒性能
Figure BDA0002251241390000101

Claims (10)

1.一种大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，包括：
成形处理步骤：将钼粉进行成形处理，得到成形坯；
烧结处理步骤：将所述成形坯进行烧结处理，得到烧结坯；
锻造变形处理步骤：将所述烧结坯进行锻造变形处理，得到锻造棒坯；
热处理步骤：将所述锻造棒坯进行退火热处理，得到所述钼棒。
2.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述成形处理步骤中，所述钼粉的粒度为3.0～4.0μm，松装密度1.0～1.5g/cm3；优选地，所述成形处理为在模具型腔内进行；优选地，所述成形处理为冷等静压成形；更优选地，所述冷等静压的压力为150～200MPa。
3.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述成形处理步骤中，所述成形坯的直径为200～350mm。
4.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述烧结处理步骤中，所述烧结处理在保护气氛下进行，优选地，所述保护气氛为氢气。
5.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述烧结处理步骤中，所述烧结处理为分段升温烧结过程，在达到最高烧结温度之前设置若干保温台阶保温，所述最高烧结温度为1900～2050℃，在所述最高烧结温度条件下保温4～8h；
优选地，所述烧结处理具体为：以60～80℃/h的升温速度到1000-1200℃，保温4～10h，再以100～120℃/h继续升温到1900～2050℃，保温4～8h；
优选地，所述烧结坯的直径为170～305mm。
6.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述锻造变形处理步骤中，采用快锻变形处理，始锻温度为1300～1450℃，终锻温度不低于850℃，所述锻造变形处理的总变形量大于70％，所述锻造变形处理包括两火次以上锻造处理；优选地，锻造速度为80～108mm/s；更优选地，所述快锻变形处理开始前所进行的加热时间为1.5-3.5小时；进一步优选地，终锻温度为850-950℃；进一步地，采用1000T及以上公称压力的快锻机进行所述锻造变形处理。
7.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述锻造变形处理步骤中，所述锻造变形处理包括两火次锻造处理，每火次锻造处理依次包括加热处理和快锻处理；
优选地，在第一火次锻造处理中，所述加热处理的加热温度为1300～1450℃，保温时间为1h～2h；所述快锻处理的锻造变形量为40％～60％，锻造速度为80～108mm/s；
在第二火次锻造处理中，所述加热处理的加热温度为1100～1200℃，保温时间为0.5h-1.5h，所述快锻处理的锻造变形量为30％～50％，锻造速度为80～108mm/s。
8.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述锻造变形处理步骤中，所述锻造棒坯的直径为90～150mm。
9.根据权利要求1所述的大尺寸细晶钼棒的制备方法，其特征在于，在所述热处理步骤中，所述退火热处理的退火温度为900～1000℃，保温时间为60～120min。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的方法所制备的大尺寸细晶钼棒。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113427003A (zh) * 2021-06-29 2021-09-24 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种大规格钨棒及其制备方法
CN113604720A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种大尺寸抗变形钼合金棒材及其制备方法
CN113828773A (zh) * 2021-05-25 2021-12-24 有研工程技术研究院有限公司 一种真空电子器件用钼棒及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659872A (en) * 1992-07-06 1997-08-19 Sandvik Ab Sintered carbonitride alloy and method of producing
CN1818114A (zh) * 2005-01-21 2006-08-16 H.C.施塔克黑姆斯多夫有限责任公司 钼合金
CN1962909A (zh) * 2006-12-15 2007-05-16 西部金属材料股份有限公司 一种制备高性能钼棒的方法
CN102560383A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 宝鸡市科迪普有色金属加工有限公司 钼铌合金板靶材加工工艺
CN104439236A (zh) * 2014-12-23 2015-03-25 金堆城钼业股份有限公司 一种氧化锆钼合金电极的制备方法
CN109014189A (zh) * 2018-08-27 2018-12-18 广州市石基耐火材料厂 钼电极及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659872A (en) * 1992-07-06 1997-08-19 Sandvik Ab Sintered carbonitride alloy and method of producing
CN1818114A (zh) * 2005-01-21 2006-08-16 H.C.施塔克黑姆斯多夫有限责任公司 钼合金
CN1962909A (zh) * 2006-12-15 2007-05-16 西部金属材料股份有限公司 一种制备高性能钼棒的方法
CN102560383A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 宝鸡市科迪普有色金属加工有限公司 钼铌合金板靶材加工工艺
CN104439236A (zh) * 2014-12-23 2015-03-25 金堆城钼业股份有限公司 一种氧化锆钼合金电极的制备方法
CN109014189A (zh) * 2018-08-27 2018-12-18 广州市石基耐火材料厂 钼电极及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐克玷: "《钼的材料科学与工程》", 31 July 2014, 冶金工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113828773A (zh) * 2021-05-25 2021-12-24 有研工程技术研究院有限公司 一种真空电子器件用钼棒及其制备方法
CN113828773B (zh) * 2021-05-25 2023-08-15 有研工程技术研究院有限公司 一种真空电子器件用钼棒及其制备方法
CN113427003A (zh) * 2021-06-29 2021-09-24 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种大规格钨棒及其制备方法
CN113604720A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种大尺寸抗变形钼合金棒材及其制备方法
CN113604720B (zh) * 2021-07-28 2022-07-01 安泰天龙钨钼科技有限公司 一种大尺寸抗变形钼合金棒材及其制备方法
WO2022174608A1 (zh) * 2021-07-28 2022-08-25 安泰科技股份有限公司 一种大尺寸抗变形钼合金棒材及其制备方法

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