CN113046589A - 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法 - Google Patents

一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113046589A
CN113046589A CN201911382840.8A CN201911382840A CN113046589A CN 113046589 A CN113046589 A CN 113046589A CN 201911382840 A CN201911382840 A CN 201911382840A CN 113046589 A CN113046589 A CN 113046589A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molybdenum
molybdenum alloy
temperature
magnesium oxide
sintering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911382840.8A
Other languages
English (en)
Inventor
都业志
张怀龙
李玉花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Imotech Materials Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Imotech Materials Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Imotech Materials Technology Co ltd filed Critical Suzhou Imotech Materials Technology Co ltd
Priority to CN201911382840.8A priority Critical patent/CN113046589A/zh
Publication of CN113046589A publication Critical patent/CN113046589A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，采用液相混料法将Ca2+和Mg2+与钼粉通过溶液均匀混合，再通过蒸发溶液得到钼合金混合粉，最后通过制坯、低温烧结、高温烧结得到掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金。制备所得的钼合金由于钼基体中二次相CaO和MgO的存在阻碍了晶粒的长大，提高了钼合金高温时的再结晶温度，使得钼合金的高温使用寿命增加。

Description

一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法
技术领域
本发明涉及钼合金制备技术领域，具体涉及一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法。
背景技术
钼具有熔点高(熔点为2620℃)、高温强度较高、导热导电性能好、膨胀系数小等特点，常用于制备高温环境服役的零部件。然而，随着现代科技的发展，纯钼已越来越不能满足其要求，主要表现为再结晶温度低、高温强度和高温抗磨性不足等，需要研制高性能的新型钼合金，合金化是改善钼的塑性、提高强度和硬度、提高再结晶温度和高温抗蠕变性能等的有效方法。
近年来越来越多的科技技术研发工作人员研究钼的合金化的开发，一系列钼合金也随之被研发出来，目前通过掺杂提高钼的再结晶温度和高温力学性能已经趋于成熟，部分合金也已经应用到工业生产中，例如TZM(Mo-Ti-Zr合金)、MHC(Mo-Hf-C)、钼镧合金等。我们通过粉末冶金的方法制备出掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，与其他的钼合金相比，其制造成本低，工艺简单，性能优越，易于实现工业化生产。
目前TZM合金的制备方法是通过高纯钼粉与TiH粉ZrH粉及石墨机械混合，然后再通过等静压成型，气氛烧结，高温锻造，中温锻造最终得到成品TZM板；该合金的再结晶温度和高温力学性能均大于纯钼。河南耐磨材料工程技术中心的魏世忠等研究人员通过溶胶凝胶方法掺杂氧化镧在钼合金中，通过粉末冶金的方法制备处掺杂氧化镧的钼合金，该钼合金的晶粒尺寸和力学性能均得到提高。
针对此，本发明提供了是采用掺杂粉末冶金的方法制备了一种掺杂氧化钙氧化镁的钼合金，该钼合金的再结晶温度可达到1800℃以上。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法，制备所得的钼合金的再结晶温度可达到1800℃以上。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，所述钼合金由基体钼和二次掺杂相组成，所述二次掺杂相为CaO和MgO。
作为优选的，所述CaO和MgO在所述钼合金中的原子重量比均小于0.05％。
作为优选的，所述钼合金的晶粒尺寸小于100um，且所述CaO和MgO二次相颗粒均匀分布在钼晶粒内和钼晶粒晶界处。
本发明还提供一种如上任意一项所述的掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，包括步骤如下：
S1、根据Ca2+以及Mg2+的重量要求称取钙盐和镁盐，将其完全溶解制成溶液；
S2、根据基体钼的重量要求称取粒径为＜10um的钼粉，通过液相混料法将Ca2+以及Mg2+与钼粉通过溶液均匀混合，再通过蒸发溶液得到钼合金混合粉，使用模具对钼合金混合粉进行制坯，形成钼坯；
S3、将步骤S2中制好的钼坯依次进行低温烧结和高温烧结，制得掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金。
作为优选的，所述步骤S3中的低温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1100～1300℃，烧结时间≥30min。
作为优选的，所述步骤S3中的高温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1800～2200℃，烧结时间为3～10h。
与现有技术相比，本发明提供的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，采用液相混料法将Ca2+和Mg2+与钼粉通过溶液均匀混合，再通过蒸发溶液得到钼合金混合粉，最后通过制坯、低温烧结、高温烧结得到掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金。制备所得的钼合金由于钼基体中二次相CaO和MgO的存在阻碍了晶粒的长大，提高了钼合金高温时的再结晶温度，使得钼合金的高温使用寿命增加。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的金相组织图。
附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
1、二次相CaO、MgO。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明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作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。
参见图1所示，一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，钼合金由基体钼和二次掺杂相组成，二次掺杂相为CaO和MgO。CaO和MgO在钼合金中的原子重量比均小于0.05％。钼合金的晶粒尺寸小于100um，且CaO和MgO二次相颗粒均匀分布在钼晶粒内和钼晶粒晶界处。因氧化钙(CaO)是一种无机化合物，其熔点为2572℃，氧化镁(MgO)是一种离子化合物，其熔点为2852℃，将氧化钙和氧化镁与钼复合形成二次相可以提高钼合金的再结晶温度。
一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，包括步骤如下：
S1、根据Ca2+以及Mg2+的重量要求称取钙盐和镁盐，将其完全溶解制成溶液；
S2、根据基体钼的重量要求称取粒径为＜10um的钼粉，通过液相混料法将Ca2+以及Mg2+与钼粉通过溶液均匀混合，再通过蒸发溶液得到钼合金混合粉，使用模具对钼合金混合粉进行制坯，形成钼坯；
S3、将步骤S2中制好的钼坯依次进行低温烧结和高温烧结，制得掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金。低温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1100～1300℃，烧结时间≥30min。高温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1800～2200℃，烧结时间为3～10h。
实施例一
首先按照原子重量比：Ca2+＝0.001％和Mg2+＝0.002％称取钙盐和镁盐，将其完全溶解于溶剂中，制成溶液。然后按照其余重量为钼粉称取钼粉，钼粉颗粒大小为2～3.5um，将其加入离子盐溶液中，边搅拌边烘干处理，直至溶剂完全挥发。采用固定的模具进行制坯，最后先将制好的钼坯进行低温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度控制为1100℃，时间为2小时。待低温烧结结束后进行高温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度为2000℃，烧结时间为4小时。最终制备出掺杂氧化钙和氧化镁的钼合金，其中二次相CaO和MgO分布在钼晶粒的晶内和晶界处，尺寸为1～3um，钼晶粒尺寸为30～100um之间，同时钼合金的再结晶温度达到1850℃。
实施例二
首先按照Ca2+原子重量比0.05％称取硝酸钙钙，将其完全溶解于水中，制成溶液。然后按照其余重量为钼粉称取钼粉，钼粉颗粒大小为2～3.5um，将其加入离子盐溶液中，边搅拌边烘干处理，直至溶剂完全挥发。采用固定的模具进行制坯，最后先将制好的钼坯进行低温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度控制为1200℃，时间为2小时。待低温烧结结束后进行高温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度为1950℃，烧结时间为6小时。最终制备出掺杂氧化钙的钼合金，其中二次相CaO分布在钼晶粒的晶内和晶界处，尺寸为5～8um，钼晶粒尺寸为20～80um之间，同时钼合金的再结晶温度达到1800℃。
实施例三
首先按照原子重量比：Ca2+＝0.002％和Mg2+＝0.003％称取钙盐和镁盐，将其完全溶解于溶剂中，制成溶液。然后按照其余重量为钼粉称取钼粉，钼粉颗粒大小为2～3.5um，将其加入离子盐溶液中，边搅拌边烘干处理，直至溶剂完全挥发。采用固定的模具进行制坯，最后先将制好的钼坯进行低温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度控制为1200℃，时间为3小时。待低温烧结结束后进行高温烧结，采用氢气气氛炉，最高温度为2000℃，烧结时间为6小时。最终制备出掺杂氧化钙氧化镁的钼合金，其中二次相CaO和MgO分布在钼晶粒的晶内和晶界处，尺寸为2～5um，钼晶粒尺寸为30～80um之间，同时钼合金的再结晶温度达到2100℃。
本发明通过掺杂氧化钙、氧化镁到钼基体中制备的钼合金，该钼合金的晶粒组织细小，二次相CaO和MgO分布在钼的晶内和晶界处，在钼合金高温情况下使用时，二次相阻碍了钼晶粒的长大，提高了钼合金的再结晶温度，解决了钼在高温情况下使用因为再晶界引起的钼合金强度降低或失效的问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，其特征在于：所述钼合金由基体钼和二次掺杂相组成，所述二次掺杂相为CaO和MgO。
2.根据权利要求1所述的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，其特征在于：所述CaO和MgO在所述钼合金中的原子重量比均小于0.05％。
3.根据权利要求1所述的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金，其特征在于：所述钼合金的晶粒尺寸小于100um，且所述CaO和MgO二次相颗粒均匀分布在钼晶粒内和钼晶粒晶界处。
4.一种权利要求1～3任意一项所述的掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1、根据Ca2+以及Mg2+的重量要求称取钙盐和镁盐，将其完全溶解制成溶液；
S2、根据基体钼的重量要求称取粒径＜10um的钼粉，通过液相混料法将Ca2+以及Mg2+与钼粉通过溶液均匀混合，再通过蒸发溶液得到钼合金混合粉，使用模具对钼合金混合粉进行制坯，形成钼坯；
S3、将步骤S2中制好的钼坯依次进行低温烧结和高温烧结，制得掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金。
5.权利要求4所述的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的低温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1100～1300℃，烧结时间≥30min。
6.根据权利要求4所述的一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的高温烧结在氢气气氛炉或者高真空炉中进行，烧结温度为1800～2200℃，烧结时间为3～10h。
CN201911382840.8A 2019-12-27 2019-12-27 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法 Pending CN113046589A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911382840.8A CN113046589A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911382840.8A CN113046589A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113046589A true CN113046589A (zh) 2021-06-29

Family

ID=76507151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911382840.8A Pending CN113046589A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113046589A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3166416A (en) * 1960-05-12 1965-01-19 Int Nickel Co Process for producing dispersionhardened alloys
US4491560A (en) * 1983-01-31 1985-01-01 National Research Institute For Metals Large crystal grains or single crystals of molybdenum and process for production thereof
JPH0499146A (ja) * 1990-08-02 1992-03-31 Toshiba Corp 粉末焼結材料およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3166416A (en) * 1960-05-12 1965-01-19 Int Nickel Co Process for producing dispersionhardened alloys
US4491560A (en) * 1983-01-31 1985-01-01 National Research Institute For Metals Large crystal grains or single crystals of molybdenum and process for production thereof
JPH0499146A (ja) * 1990-08-02 1992-03-31 Toshiba Corp 粉末焼結材料およびその製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《化工百科全书》编辑委员会: "《化工百科全书 第12卷 木材和林产化学品-前列腺素》", 30 November 1996, 化学工业出版社 *
T.FUJII等: "用二次再结晶方法制取大尺寸和任意形状的钼单晶体", 《第11届国际普兰西难熔金属和硬质合金会议译文集》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102534334B (zh) 一种高强高韧钼合金的制备方法
CN101935793A (zh) 一种高强度钼掺杂板材及其制备方法
CN102534333A (zh) 一种制备细晶高致密度tzm合金的方法
CN103160701A (zh) 一种耐高温的Mo-Si-B合金的制备方法
CN106591613B (zh) 利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法
CN101942592A (zh) 一种活化烧结制备钼铜合金的方法
CN109554578B (zh) 一种负膨胀记忆合金及其制备方法
CN101397617B (zh) 一种纳米稀土氧化物掺杂钼-硅-硼合金的制备方法
CN107043870B (zh) 一种高Si含量高温钛合金及其制备方法
CN104294133A (zh) 一种ZrO2陶瓷颗粒增强钼基复合材料及其制备方法
CN114230340B (zh) 一种高致密高温抗氧化钼基复合靶材及其制备方法
CN108251670B (zh) 耐高温金属间化合物合金的制备方法
CN109609805B (zh) 一种碳基纳米材料增强低熔点复合材料的制备工艺
CN104952580A (zh) 一种耐腐蚀烧结钕铁硼磁体及其制备方法
CN101487093B (zh) 掺杂高温钼合金棒和丝及其制备方法
CN103789592A (zh) 一种钨合金材料及其制备方法和在制备铝液过滤盘中的应用
CN111041314A (zh) 一种高强度钼合金杆及其制备方法
CN1513062A (zh) 储氢合金、其制造方法以及镍氢二次电池用负极
CN113046589A (zh) 一种掺杂氧化钙、氧化镁的钼合金以及制备方法
CN116607037A (zh) 一种高强高导Cu-Y2O3-Ag复合材料的制备方法
CN111074127A (zh) 一种Ce-Mg-Ni低压贮氢合金材料及其制备方法
CN117127075A (zh) 一种掺杂氧化钙氧化镁的钨合金的制备方法
CN101070248A (zh) 一种碳化铝钛陶瓷粉体的合成方法
US9431664B2 (en) Method of preparing nickel-aluminum alloy powder at low temperature
CN107760952B (zh) 一种Mo-Si-C合金棒材及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210629