[發明專利]鑄造用組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中間合金制備方法

無效

• 申請號: 200810228223.8
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101724762A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 毛萍莉;姜衛國;胡壯麟;劉正
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;B22F3/16
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 樊南星

技術領域

本發明涉及高溫合金材料制備技術，特別提供了一種鑄造用組織均勻 (細晶粒)鎳-鎢-三氧化二釔中間合金制備方法。

背景技術

高溫合金是目前軍用和民用航空發動機以及燃氣輪機高溫零部件不可 替代的關鍵結構材料，特別是渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤和燃燒室等部 件，是一個國家航空航天領域的基礎，在先進的航空發動機中高溫合金所 占比重高達60％，高溫合金的水平在一定程度上反映了一個國家的國防力 量和工業水平。

高溫合金的傳統強化機理主要有固溶強化、沉淀強化、晶界強化和生 產工藝強化等。在強化工藝中中，氧化物彌散強化是一類與傳統高溫合金 完全不同的高溫合金，這一類合金的主要生產方法是采用機械合金化方法 制備，通過機械合金化方法把惰性的氧化物質點加入到合金粉末中，最后 通過燒結的方式制備高溫合金。目前最新的氧化物彌散強化合金的高溫持 久強度已超過當今認為最優秀的鎳基鑄造高溫合金，在美國、英國、法國、 德國和日本等國家已經可以批量生產。因此，這一類合金的具有非常好的 發展前景，但是也存在一定的不足之處，如工藝過程復雜、生產成本高、 設備昂貴、產品單一等。

相對來說，鑄造高溫合金具有工藝簡單、成本低、設備相對簡單、可 生產各種復雜形狀的高溫合金鑄件?？墒?，在采用鑄造方式生產氧化物彌 散高溫合金還存在許多困難，特別是在鑄造用氧化物中間合金方面還有許 多問題難以解決，鑄造合金一般具有遺傳性，組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中 間合金是理想的中間合金，如何制備是急需解決的課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種鑄造用組織均勻(細晶粒)鎳-鎢-三氧化二釔 中間合金的制備方法；

本發明提供了一種鑄造用組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中間合金的制備 方法，其特征在于：

第一步：制備成分均勻的鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末，具體為：

將可溶性的鎳鹽、鎢鹽、釔鹽制成溶液；

然后將上述溶液制成前驅體粉末；

將上述前驅體粉末焙解為氧化物復合粉末；

再將氧化物復合粉末還原成鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末；

第二步：將鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末進行成型，然后在保護性氣氛下 進行燒結，最后冷卻到室溫，得到組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中間合金。

本發明所述組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中間合金的制備方法中，所使用 的鎳鹽具體為可溶性的硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽這三類之一或其組合，釔 鹽為硝酸鹽，鎢鹽為偏鎢酸氨。(可溶性的鎳鹽、鎢鹽、釔鹽在水溶液中應 不發生任何化學反應。)

本發明所述組織均勻鎳-鎢-三氧化二釔中間合金的制備方法中包括下 述的內容：

將由可溶性的鎳鹽、鎢鹽、釔鹽溶液制得的前驅體粉末焙解為氧化物 復合粉末的焙解過程具體分為二步焙解：第一步是緩慢低溫焙解，焙解溫 度為200℃～600℃，焙解時間2～4小時；第二步是高溫焙解，焙解溫度 650℃～780℃，焙解時間1～2小時。

將由可溶性的鎳鹽、鎢鹽、釔鹽溶液制得的前驅體粉末焙解為氧化物 復合粉末的焙解過程在空氣氣氛下進行，以保證氧化反應的徹底完成。

將所述各類氧化物復合粉末還原為鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末的具體 要求是：在還原性氣氛下進行；所述還原過程具體采用依次進行的兩步還 原方式：第一步，還原溫度為600℃～630℃，保溫時間1～3小時；第二步， 還原溫度為700℃～750℃，保溫時間1～3小時。

將所述各類氧化物復合粉末還原為鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末是還應 滿足下述具體要求：還原氣體為高純度氫氣或分解氨氣或高純度氫氣與氮 氣的混合氣體；還原性氣體的流量控制在5～50ml/min.cm²。

將所述各類氧化物復合粉末還原為鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末是還應 滿足下述具體要求：氧化物粉末的還原可采用高純度氫氣；或者采用高純 度氫氣與高純度氮氣的混合氣體，其中，氫氣與氮氣的比例為1：1～1：5 之間。

將所述各類氧化物復合粉末還原為鎳-鎢-三氧化二釔復合粉末時，具體 采用連續式氣氛保護管式爐或者間歇式氣氛保護管式爐。