[發明專利]帶有改善的高溫性能的摻雜銥

有效

• 申請號: 200680024661.1
• 申請日: 2006-07-07
• 公開（公告）號: CN101263238A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: M·科克;F·D·盧普頓;H·曼哈特;T·米勒;R·韋蘭德;B·費希爾
• 申請（專利權）人: W.C.賀利氏股份有限公司
• 主分類號: C22C5/04
• 分類號: C22C5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周鐵;林森

本發明涉及用鉬和鉿摻雜銥或銥-錸合金。

WO?2004/007782中作為銥的多種用途之一列舉了用于晶體培養的坩堝。其描述了含有鎢和/或鋯的銥合金，該合金另外含有0.01至0.5重量％的其它元素如鉬和鉿及如有可能0.01至10重量％的釕。該文獻中還提到，添加這些額外的元素本身并不是有效的。

US?4,444,728描述了帶有1至15重量％錸含量的銥-錸坩堝。

根據US?3,918,965，通過摻雜0.65至0.93重量％的鉿，銥的機械性能將大大改善。

本發明的任務在于，基于銥對于氧化性熔融物優秀的抗腐蝕能力來提高抗蠕變能力及持久強度，改善機械負荷下的特性，以及減少重結晶過程中粗顆粒的形成。

該任務通過權利要求1中的特征來解決。

優選的實施及應用在接下來的權利要求中描述。

為了提高在1800℃時的持久強度，向銥或銥-錸合金摻雜至少50ppm的鉬及至少5ppm的鉿，其中鉬和鉿的總數在200ppm與1.2重量％之間，尤其在0.02與0.7重量％之間。

如果鉬和鉿的總數低于200ppm，依據本發明的效果將消失。超過1.2重量％時，加工將變得困難。為了達到依據本發明的效果，對于高的鉬含量，5ppm的鉿已經足夠。對于低的鉬含量，鉿的濃度不能超過0.6重量％，以此保持合金的可加工性。

由此提供了由銥及如有可能還有錸組成的、摻雜了鉬和鉿的合金。

由生產過程導致的普遍的污染在這里不做進一步考慮。同時該污染又尤其與其它貴金屬或坩堝物質有關，坩堝材料又在銥的生產過程中反過來污染銥。經證明合金組分純度為99重量％，尤其99.9重量％以及尤其優選為99.99重量％。

在優選的實施中，鉬的含量為0.01至0.8重量％，尤其為0.02至0.3重量％的鉬；并且鉿的含量為0.001至0.4重量％，尤其為0.01至0.2重量％的鉿。

由此在重結晶的過程中粗顆粒的形成被明顯減緩并且抗蠕變能力及持久強度升高。在機械負荷下該摻雜銥對氧化性的熔融物顯示了明顯改善的性能。

在具有至少85重量％Ir、優選最多8重量％錸、尤其0.1至5重量％Re的銥-錸合金中，同樣的成分對于減少通過重結晶過程形成粗顆粒及高溫穩定性具有更為有效的結果。

在其它優選的實施中，鉬與鉿的重量比為3∶1至1∶1，尤其為2.5∶1至1.5∶1。

為了生產按照本發明的合金，已證明在電弧中生產出IrMo和IrHf預備合金。該預備合金按與目標合金成比例地被投入到銥的熔融物中并被銥熔融物澆鑄。在Ir熔融物中還可以另外引入Re。

接下來根據實施例對本發明進行說明。

1.摻雜了0.05重量％鉬的銥通過摻雜0.001重量％的鉿來改善其在1800℃時的持久強度。這種改善效果在摻雜Hf的量在0.01％至0.1重量％時最為顯著。鉿摻雜量超過0.5重量％時合金的可加工性將變差。

2.摻雜有0.3重量％鉿的銥通過摻雜0.01重量％鉬提高在1800℃時的持久強度。通過摻雜在0.02至0.3重量％之間的Mo，該持久強度會被進一步明顯改善。當摻雜了超過0.8重量％Mo時，合金的可加工性將變差。

3.如果在上述實施例中用含有0.1重量％錸、1重量％錸和8重量％錸的銥-錸合金來代替銥，那么可以確定在降低縮孔形成傾向的同時，其高溫穩定性得到進一步的提高，其中用1重量％錸得到最好的效果。摻雜超過8重量％錸時，合金的可加工性將變差。

實施例：

按照本發明的銥合金通過將預備合金與Ir一起再熔化得到。

IrHf1與IrMo1預備合金在電弧中生產。

在這里，熔化過程按照以下步驟在帶有W-電極的電弧裝備中進行：

·稱量99g?Ir和1g?Hf

·將其填入水冷卻的Cu-金屬型模中

·抽真空

·300mbar氬氣沖掃

·點燃電弧并熔化合金

·多次再熔化來得到均相的合金。

對于IrMo1相應重復上述工藝。

在合金熔融物的生產過程中，需要時添加Re并將兩種預備合金浸入Ir熔融物中來阻礙合金組分的氧化。為此，預備合金借助由鋯氧化物制成的棒導入銥熔融物中并保持不漂浮的狀態。