[发明专利]钼铼合金箔材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金制备领域，特别涉及高钼铼合金箔材的制备方法。

背景技术

钼不但具有优良的导热、导电、耐蚀、低膨胀系数、低蒸汽压等性能，而且具有高硬度、高强度的性能。因而钼在电子工业、玻璃制造业等领域具有非常广阔的用途。然而钼的塑-脆转变是影响其应用的一个很重要因素。铼添加到钼中可以提高钼的塑性，同时也提高钼的强度，并且大幅度地降低了塑脆转变温度，从而使得Mo-Re合金具有很好的低温性能；同时铼又可以提高钼合金的再结晶温度，使钼合金具有优异的高温性能；铼的加入还减弱了钼的各向异性，提高了钼合金加工性能、理化特性和热电特性等等，这被称为“铼效应（rhenium effect）”。这种综合性能的提高，大大地扩展了钼合金在航空航天、加热设备、电子技术、核工业等众多高科技领域上的应用。钼铼合金可以制成阴极、栅极、屏蔽筒等特殊零件，组装成大功率电子管、雷达行波管等电子元器件，用于广播通讯、雷达设施等军用及民用领域。另外，Mo-41%Re可作航空航天中的结构材料，Mo-50%Re作高温结构材料。

钼铼合金的制备和后续加工复杂且随着铼含量的增加，加工硬化率显著升高，再结晶温度也会上升。因此，合适的轧制工艺选择和合理的退火制度是保证钼铼合金能进行较大变形量的关键。目前对于低钼铼合金的制备和性能进行了很多研究，但对于高钼铼合金尤其是钼铼箔材的相关制备工艺则研究较少，且还没有研发出系统的生产工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钼铼合金箔材的制备方法，该方法可以批量化制备钼铼合金箔材，特别是高铼含量的钼铼合金箔材，并可根据实际需求制造出不同厚度的钼铼合金板材、箔材。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钼铼合金箔材的制备方法，依次包括如下步骤：

步骤一，制备钼铼合金粉末；

步骤二，将所述钼铼合金粉末模压成型以得到压坯；

步骤三，将所述压坯进行烧结以得到烧结坯；

步骤四，对所述烧结坯依次进行热轧、温轧和冷轧，以得到要求厚度的钼铼合金箔材。

在上述制备方法中，所述钼铼合金中铼的质量百分比可以为1-50%，比如：2%、5%、10%、16%、20%、27%、35%、41%、47.5%、50%，但是本发明制备方法特别适用于高铼含量的钼铼合金箔材的生产，其工艺可以有效地消除轧制过程中因铼含量高而产生的加工硬化现象，因此，作为一种优选实施方式，所述钼铼合金中铼的质量百分比为3-10%，25-40%或41-50%，更优选为5-10%，30-35%或48-50%。

在上述制备方法中，所述步骤一中的钼铼合金粉末的制备可以采用本领域技术人员常用技术，比如将符合要求的铼粉和钼粉通过高能球磨混合而得到钼铼合金粉末。但是本发明优选使用铼酸铵和二氧化钼粉作为原料，采用两阶段还原法来制备钼铼合金粉末，特点在于可以有效地减少单元素粉末中的杂质污染，有效的避免高能球磨造成的Fe含量增加，并得到混合均匀的合适粒度的复合粉末。更优选地，本发明所述步骤一中的钼铼合金粉末的制备具体如下：首先，按钼铼合金中的钼铼成分配比（需将其换算成对应的铼酸铵和二氧化钼配比）称取原料铼酸铵和二氧化钼粉，将铼酸铵和二氧化钼粉预处理破碎至-100～-300目（比如破碎至-105～-150目、-150～-180目、-190～-220目、-230～-250目、-280～-290目），并在氢气气氛下一次还原，一次还原温度为200℃～400℃（比如一次还原温度为250℃、290℃、340℃、375℃或395℃）；其次，将一次还原后的粉末研磨破碎至-80～-150目（比如破碎至-85～-90目、-95～-110目、-120～-130目、-135～-145目），将一次还原并破碎后的粉末放入混料罐中混合2～10小时（比如混合时间为4h、6h、8h或10h），其中，混合气氛为氩气气氛；然后，将混合后的粉末在氢气气氛下进行二次还原，二次还原温度为800℃～1000℃（比如二次还原温度为850℃、900℃、940℃或980℃），最终得到粒度为2～6μm的钼铼合金粉末。所述铼酸铵优选采用化学纯度达到99.99%以上的高纯铼酸铵；所述二氧化钼的粒度优选为5-15μm，纯度优选为99.95%以上。