[發明專利]一種以鉬氧化物表面改性金屬粉體制備鉬合金材料的方法

無效

• 申請號: 201310291973.0
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103409652A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 肖爽懷
• 申請（專利權）人: 上海川禾實業發展有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C27/04
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陳淑章

技術領域

本發明屬于合金材料的制備領域，具體涉及一種以鉬氧化物表面改性金屬粉體制備鉬合金材料的方法。

背景技術

粉末冶金零件憑借其大批量、高精度、低成本的優勢得到了廣泛的應用。其應用已經深入到汽車關鍵零部件的制造領域。

粉末的生產是粉末冶金工業的發展的重要基礎。通常粉末冶金以銅、鎳、鉬及鉻等作為金屬合金化元素，金屬合金元素合金化方式一般分為熔融完全預合金與擴散部分預合金兩種，熔融完全預合金是在冶煉過程中加入合金形成均質熔液，再噴霧而實現成分均勻一致的合金粉末；而擴散部分預合金則是以固態粉末在高溫時通過擴散而實現合金化。其中，擴散合金化的方式因為能保持基礎粉末的壓縮性而得到認可。

鉬元素具有很好的合金強化作用，以及良好的淬火響應（能提高材料的淬硬性），但是由于其原子半徑大以及熔點高，致使鉬的擴散速度和擴散效果不太理想，因而無法實現常規元素粉的直接擴散合金化，只能通過微細純粉末（如平均粒度小于5微米）、延長擴散時間，提高擴散溫度等方式來實現鉬的擴散合金化，如此，伴生的副作用如粉餅燒結嚴重，鉬粉團聚而不宜分散等也顯現了出來。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種以鉬氧化物表面改性金屬粉體制備鉬合金材料的方法,克服原有方法中粉餅燒結嚴重，鉬粉團聚而不宜分散的缺陷。

本發明以鉬的氧化物作為鉬源，利用其低溫氣化的原理，在還原性氣氛的保護下，使鉬的氧化物蒸發后冷凝沉積在基礎粉顆粒上，再將這種氧化物的沉積物還原而形成鉬，結合溫度控制實現鉬的擴散合金化；該制備方法簡單，材料來源廣泛，對設備無特殊要求，具有良好的工業化應用前景。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

本發明的目的在于提供一種以鉬氧化物表面改性金屬粉體制備鉬合金材料的方法,包括如下步驟：

（1）原料預混：將金屬粉末與鉬氧化物粉末均勻混合，其中,根據最終制得的粉料中鉬的含量以及氧化鉬中鉬的含量，理論推算對應的鉬氧化物的添加量；

（2）蒸發沉積：將混合好的原料在還原氣氛的保護下升溫，溫度控制在300-1100℃的范圍內，保持2-6小時，完成鉬氧化物的蒸發沉積，處理過的粉末可破碎后反復加熱實現多次蒸發沉積；

（3）還原擴散：將經過蒸發沉積后的粉末在還原氣氛的保護下，加熱至600-1100℃的范圍內，保持3-8小時，實現鉬氧化物的還原以及擴散預合金化，處理過的粉末可破碎后反復加熱實現多次還原擴散，最終制得鉬合金材料。

所述步驟（1）中的金屬粉末選自鎳、鉻、鐵、銩、鈦等中的一種或幾種的混合物。

所述步驟（1）中的鉬氧化物為二氧化鉬或三氧化鉬。

所述步驟（1）中的鉬氧化物的顆粒直徑為小于500微米，優選小于100微米。

所述步驟（2）中的蒸發沉積的溫度控制在400-900℃的范圍內。

所述步驟（2）中蒸發沉積的還原氣氛由還原氣體和保護氣體組成，兩者的體積比為0.1-1：0-1，其中，還原氣體為氫氣或一氧化碳，保護氣體為氮氣。

所述步驟（3）中的還原擴散的溫度控制在800-1000℃的范圍內。

所述步驟（3）中還原擴散的還原氣氛由氫氣和氮氣組成，其體積比為0.1-1：0-1。

所述步驟（3）中的還原擴散為：將經過蒸發沉積后的粉末與其他合金元素粉末混合，在還原氣氛的保護下，加熱至600-1100℃的范圍內，保持3-8小時，實現鉬氧化物的還原以及擴散預合金化，處理過的粉末可破碎后反復加熱實現多次還原擴散，最終制得鉬合金材料；所述的其他合金元素為除步驟（1）所述金屬以外的其他金屬基材。

所述鉬合金材料為基材粉體表面附著有平均粒度小于1微米的鉬沉積顆粒或者厚度小于2微米的鉬涂層。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明的擴散合金化方法，由于利用了鉬的低溫氣化的特性，在還原性氣氛的保護下，使鉬的氧化物蒸發后冷凝沉積在基礎粉顆粒上，再將這種氧化物的沉積物還原而形成鉬，結合溫度控制實現鉬的擴散合金化；不會出現粉餅燒結嚴重，鉬粉團聚而不宜分散等問題，鉬的擴散速度和擴散效果都很理想。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例1

制備鉬與銅的合金材料