[發(fā)明專利]原位自生Al2O3增強鉬基復合材料及其制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200810230712.7 | 申請日： | 2008-11-03 |
| 公開（公告）號： | CN101392347A | 公開（公告）日： | 2009-03-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 魏世忠;徐流杰;張國賞;李繼文;代寶珠;周玉成;張萬紅;馬向東 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南科技大學 |
| 主分類號： | C22C27/04 | 分類號： | C22C27/04;C22C1/04 |
| 代理公司： | 鄭州中民專利代理有限公司 | 代理人： | 郭中民 |
| 地址： | 471039河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 原位 自生 al sub 增強 復合材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鉬基復合材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種原位自生Al2O3顆粒增強的鉬基復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
鉬是具有重要戰(zhàn)略意義的稀有難熔金屬，熔點2620℃，密度10.2g/cm3，位于元素周期表VIB，具有A2型體心立方結(jié)構(gòu)，由于其原子間結(jié)合力極強，所以室溫及高溫下的強度都很高。鉬的主要消費領(lǐng)域為：鋼鐵工業(yè)約占75％，其次為催化劑行業(yè)約占15％，鉬金屬及超合金行業(yè)分別占6％與4％。從結(jié)構(gòu)上看以深加工產(chǎn)品形式消耗的鉬約占25％。
鉬金屬及其合金具有優(yōu)良的物理、化學和機械性能，它具有：熔點高、高溫強度高、低膨脹系數(shù)、低比熱、良好的導熱導電性能、優(yōu)良的抗腐蝕性能及高溫耐磨性能、極好的抗熱震性能及耐熱疲勞性能、與核材料有良好的相容性能等，因而在電子工業(yè)、國防工業(yè)、宇航工業(yè)、核工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域成為非常有應用前景的先進材料，并成為高溫結(jié)構(gòu)件的首選材料；在冶金、玻璃、機械、石油、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應用得到不斷拓展。總之，鉬的應用愈來愈多地滲透到各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中一種重要的原料和不可替代的戰(zhàn)略物資，具有廣闊的發(fā)展前景。
然而，鉬及其合金的高熔點、高硬度、易氧化，導致熔煉及加工困難；低溫脆性、再結(jié)晶脆性、高溫抗氧化能力差和焊接性能差等缺點，限制了鉬及其合金作為結(jié)構(gòu)材料更加廣泛的使用。因此研究與開發(fā)新型鉬基材料與鉬基材料的新應用、新制備工藝成為科研工作者的主要任務。
鉬合金按強化類型可以分為以下幾類：
1、合金元素固溶強化型合金
①微量固溶強化型合金：包括Mo-0.5Ti、Z-6合金，再結(jié)晶溫度達到1200℃。
②大量固溶強化型合金：包括鉬鎢、鉬錸系列合金，再結(jié)晶溫度達到1200℃。
2、彌散強化型合金
①碳化物彌散強化型合金：包括Mo-Ti-Zr-C系列的TZM、TZC合金和Mo-Hf-Zr-C系列的ZHM合金，再結(jié)晶溫度達到1600℃。
②稀土氧化物彌散強化型合金：包括ML10、MY及Mo-0.5Ti+Y合金，再結(jié)晶溫度達到1500℃。
3、摻雜強化型合金：主要是靠高溫下鉀泡的存在來提高合金的性能，再結(jié)晶溫度達到1800℃。
4、綜合強化型合金：根據(jù)不同溫度下的強化機制，采用多種添加物，使他們在不同溫度下，使各自發(fā)揮其強化效果，以得到更高的再結(jié)晶溫度和綜合性能。綜合強化型合金是目前鉬合金研究開發(fā)的熱點之一。
目前在高溫鉬合金研究領(lǐng)域主要以TZM、TZC、ZHM、稀土鉬合金、摻雜鉬合金為主，他們各自在不同應用領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，同時又存在各種問題。比如成本高、工藝復雜、成品率低等等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在一些特殊應用領(lǐng)域，如高溫抗磨領(lǐng)域，典型的產(chǎn)品如金屬壓力加工行業(yè)用的鉬頂頭、航空航天用高溫噴管、高溫鉬舟等，對鉬及鉬合金的性能提出了更高要求。鉬頂頭是用于穿制不銹鋼、合金鋼和高溫合金等無縫管，要求較高的高溫硬度和高溫耐磨性。航空航天用的高溫噴管要承受高溫高速氣流的沖蝕磨損，也要求材料具有較高的高溫硬度和高溫耐磨性。然而在各種鉬基材料中具有優(yōu)良高溫抗磨性能的鉬基材料尚未見報道，因此開發(fā)一種具有較高再結(jié)晶溫度、好的高溫抗蠕變性能、高溫抗磨性能的鉬基材料顯得十分必要和迫切。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原位自生Al2O3顆粒增強的鉬基復合材料及其制備方法。使原位自生的Al2O3顆粒均勻分布在鉬基復合材料中，以達到強化和充當耐磨相的作用，使鉬基復合材料得到更高的高溫耐磨性能、更高的再結(jié)晶溫度和優(yōu)良的綜合性能。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是：
原位自生Al2O3顆粒增強的鉬基復合材料由鋁粉和氧化鉬粉經(jīng)過嚴格的工藝制備而成，其中，鋁粉的質(zhì)量分數(shù)為0.5％-2.5％。制備的復合材料為鉬基體中均勻分布高硬度的Al2O3，Al2O3體積分數(shù)為5％-15％。
制備原位自生Al2O3顆粒增強的鉬基復合材料所用氧化鉬為二氧化鉬粉或三氧化鉬粉，具體制備方法如下：
(1)將鋁粉和氧化鉬粉在酒精保護下混合均勻得到混合粉體，然后在真空干燥箱內(nèi)在80℃干燥2h；
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