[發明專利]粉冶多元鉬基稀土合金板坯制備工藝及設備

無效

• 申請號: 201010104005.0
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN102140590A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 時光;高文哲
• 申請（專利權）人: 四平市東聯筑路機械有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C27/04;B22F3/03
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種有色金屬合金新材料，具體說是涉及一種粉冶多元鉬基稀土合金板坯制備工藝及設備。

背景技術

金屬鉬是稀有難熔金屬，價格昂貴，用途廣泛，被很多國家列為戰略資源。我國金屬鉬資源比較豐富，已探明的保有儲量約860萬噸，占世界總儲量的24.1％，僅次于美國居世界第二位；但我國的鉬工業起步較晚，基礎十分薄弱，特別是鉬基合金板材的開發研制生產僅有短短二十多年時間，在技術水平、制造手段、生產能力等諸多方面，與西方工業發達國家相比差距十分明顯。

據有關機構公布的統計數據，2006年全國鉬產品的結構情況是：初級鉬產品：鉬精礦78123噸，占總產量的43.84％；中級產品：氧化鉬42487噸，鉬鐵37705噸，鉬化工制品15187噸，合計95379噸，占總產量的53.52％；而高端的鉬深加工制品僅有4703噸，占2.64％；在4703噸的高端鉬深加工制品中，包括鉬絲644噸，占13.69％；純鉬粉854噸，占18.16％；鉬桿1317噸，占28.01％；鉬條1809噸，占38.46％；而鉬板材(包括鉬圓片，小型條片)僅有79噸。

從上述鉬產品的生產制造數據中可以看出：我國的鉬產品絕大多數居于產業鏈的中低端，雖然在國際市場占有一定份額，但基本屬于出售資源性質；而真正高端產品鉬基合金板材，基本上處于開發研制、試驗完善階段。我國的鉬基合金鈑材與西方工業發達國家相比，至少在以下四個方面存在十分明顯的差距：

1、在組料配比方面，國外早有在金屬鉬中摻雜稀土元素改善鉬板材性能的成功先例，而我國對鉬基合金板材組料的化學成分，依然停留在1983年制定的GB3876國家標準水平上，對摻雜稀土元素根本沒有涉及；致使生產制造企業明知摻雜稀土元素可以改善鉬板性能，卻只能各自制定企業標準或企業技術規范探索前進。由于受國家標準的影響和制約，我國現有鉬板材產品，摻入稀土元素一般都只選一種(以La為主)，比例一般都不超過2％；個別企業采用多元稀土摻雜配比，單質稀土元素摻入比例一般都不超過1.8％，多元摻入比例總和也不過超過4％。但據業內權威期刊《中國鉬業》2001年第1期《耐高溫的超延性鉬材》介紹，“日本一家公司采用在鉬基材中添加多種稀土元素12％左右，制成一種耐高溫的延性鉬基稀土新材料，即使加熱到2000℃以上，仍具有很高的延伸率，從而解決了鉬基材料在高溫條件下易脆化的技術難題”。

2、在組料混合方面，我國的鉬板材生產企業，絕大多數依然延用著先把鉬酸銨或氧化鉬等鉬基材料制成溶解液，然后摻入稀土元素的氧化物或氫化物的溶解液，以液/液混合的傳統方法混配，再通過多次還原、烘干、粉碎、篩分等復雜加工過程制成鉬基合金粉未。這種傳統組料混合技術，工藝路線長、使用設備多、生產環境封閉性差、雜質元素摻入機率多、摻混分散均質程度差、能源消耗大、生產成本高、市場競爭力差。

3、在坯料成形方面，我國的鉬板材生產企業，現在依然都參照制備鉬棒、鉬條、鉬頂頭等產品的液體介質等靜壓成形技術，先把鉬基合金粉末裝入彈性軟質模套內，再把模套放入等靜壓成形機的鋼體密封容器內；然后借助高壓水泵把液體介質壓入耐高壓鋼體密封容器里，使高壓液體以等靜壓壓力作用在彈性軟質模套內的鉬基合金粉未上；使粉末體可以在各個方向上同時接受均衡壓力，以實現組織密度均勻分布的技術目標。這種液體介質等靜壓成形設備結構復雜，操縱控制比較困難，而且設計制造鉬基合金板坯的板形彈性軟質模套十分困難；用這種方法成形的坯料，也很難適應板材軋機的碾軋技術要求。

4、在專用制備設備方面，因基材金屬鉬自身存在著容易脆斷，抗拉、延伸、屈服性能和加工成形性能都較差等嚴重材質缺陷；要做成板材使用，在組料和制備技術方面必然十分復雜，而且鉬基材料制備過程中各工序間的“遺傳性”十分強大，任何遺留或隱藏的缺陷，都將直接影響鉬基合金板材的質量和性能。在制備過程中，要滿足各工序的苛刻技術條件要求，必須靠先進的技術裝備和科學的工藝技術參數保證；而新增先進技術裝備就需要有相當資金，掌握科學工藝技術參數就需要進行大量研究試驗驗證。目前，我國生產制備鉬基合金板材的鉬制品企業一般都是老企業，基本上都在延用著現有功能類似的陳舊設備進行生產制備，工藝技術參數也大多流于簡單、粗放，很多工序依然靠工匠技術憑經驗操作，鉬基板材的制備技術水平自然提高緩慢。