[發(fā)明專利]一種熔煉法制備高性能鉬餅材的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110207397.8
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102259182A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉冬;劉羽寅;雷家鋒;曹名洲;關(guān)少軒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: B22D21/06
• 分類號: B22D21/06;C22F1/18
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉬餅材領(lǐng)域，具體為一種熔煉法制備高性能鉬餅材的方法，它是采用電子束熔煉制備高純鉬鑄錠，通過壓力加工手段制備直徑的鉬餅材的方法，該餅材適用于制備高溫發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)部件。

背景技術(shù)

鉬餅材用于制備高溫發(fā)動機(jī)的閥體及噴管等關(guān)鍵部件，該類型部件在工作過程中高速旋轉(zhuǎn)，同時承受內(nèi)部高溫氣流沖刷和外部冷卻介質(zhì)的頻繁的冷熱交替作用，部件內(nèi)部存在很大溫度梯度(100～850℃)，要求材料的室溫和高溫強(qiáng)度、塑性、熱疲勞等指標(biāo)比較苛刻。現(xiàn)有的鉬餅材制品為粉末燒結(jié)制備，由于固有工藝特點容易形成軸向裂紋，導(dǎo)致部件開裂，不能滿足零件壽命要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的的目的在于提供一種熔煉法制備高性能鉬餅材的方法，針對以往零件產(chǎn)生的缺陷并結(jié)合零件工作狀況，通過電子束熔煉制備高潔凈無夾雜鉬錠，利用熱加工手段強(qiáng)化特定方向性能，獲得具有封閉環(huán)狀流線的高性能鉬餅材，克服了以往粉末冶金材料內(nèi)部存在的橫縱向性能不平衡的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種熔煉法制備高性能鉬餅材的方法，其制備流程為：熔煉→坯料擠壓→軸向模鍛→徑向、軸向換向旋鍛→徑向模鍛→退火熱處理。具體工藝步驟如下：

第一步：兩次電子束熔煉

根據(jù)合金成分、選擇預(yù)合金化鉬條，鉬條用鉬絲牢固捆扎成鉬棒，用氬弧焊機(jī)在氬氣氣氛保護(hù)把鉬棒焊制成電極，并經(jīng)過表面修整，要保證可靠的電接觸和機(jī)械強(qiáng)度，鉬或鉬合金鑄錠至少要經(jīng)過兩次電子束熔煉。

第二步：坯料擠壓

擠壓筒要預(yù)熱到250～400℃，純鉬要加熱到1250～1350℃，鉬合金根據(jù)要求加熱溫度在1400～1600℃之間，鑄錠坯料進(jìn)行擠壓開坯，擠壓比為3～7；保溫時間按照每毫米厚度加熱需8～10秒計算，擠壓前滾涂玻璃潤滑劑。

第三步：坯料鍛造

擠壓棒材鍛造溫度為1000～1200℃，第一次液壓機(jī)上軸向模鍛加工變形后經(jīng)過1000～1200℃、20～40分鐘回火處理，然后沿徑向和軸向換方向旋鍛，變形量分別在50～60％，再經(jīng)過1000～1200℃、20～40分鐘回火后，加熱模鍛最終成型餅材，變形量在65～70％。

液壓機(jī)上軸向模鍛一次變形量要在30％以上，模鍛時液壓機(jī)的上下墊片要預(yù)熱到800～850℃。換向旋鍛中間要經(jīng)過1000～1200℃、20～40分鐘回火處理，變形量分別在50～60％，再回火加熱模鍛最終成型餅材，變形量在65～70％。

第四步：坯料熱處理

鉬合金餅材最終熱處理為部分再結(jié)晶退火熱處理，具體制度為800～1000℃、30～50分鐘，爐冷。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的方法針對鉬鑄錠性能各向異性，采用低溫擠壓開坯變形方式，經(jīng)過后續(xù)多火次換方向鍛造，形成具有環(huán)向纖維結(jié)構(gòu)的餅材，最后采用再結(jié)晶熱處理方式，制備出高性能的鉬餅材。通過此種方法得到的餅材克服了以往粉末冶金材料內(nèi)部存在的橫縱向性能不平衡的缺陷，針對零件工作應(yīng)力分布狀態(tài)，制備出周向、徑向性能優(yōu)異的餅材，大大提高了零件的工作壽命。

2、本發(fā)明利用電子束熔煉、熱壓力加工變形制備高性能的鉬餅材，適用于對綜合機(jī)械性能要求較高的部件。

附圖說明

圖1鉬餅材的橫截面低倍形貌。

圖2鉬餅材的縱面低倍形貌。

圖3鉬餅材的橫截面顯微組織。

圖4鉬餅材的縱面顯微組織。

具體實施方式

原材料鉬條(Mo1)首先利用兩次電子束熔煉手段得到高純度鉬(純度≥99.99％)鑄錠，直徑鑄錠坯料感應(yīng)加熱到1250～1350℃，保溫10～20分鐘擠壓變形，擠壓比為3～7；擠壓棒材為擠壓棒定尺下料后在1000～1200℃軸向模鍛變形制成直徑的餅材，加工變形量為65～70％，經(jīng)過1000～1200℃/20～40分鐘回火后沿徑向和軸向換方向旋鍛，變形量分別在50～60％，徑向和軸向換方向旋鍛中間進(jìn)行回火處理1000～1200℃/20～40分鐘，換方向旋鍛后，再經(jīng)過1000～1200℃/20～40分鐘回火加熱模鍛成型餅材，變形量在65～70％。餅材最終經(jīng)過再結(jié)晶退火熱處理，熱處理制度為800～1000℃/30～50分鐘爐冷。

實施例1