[发明专利]一种高性能TZM钼合金棒材的制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能TZM钼合金棒材的制备方法，依次包括如下步骤：步骤一，按TZM钼合金棒材组分配比，分别称取碳源、钛源和锆源，经预处理得到预合金粉末；步骤二，按配比分别称取钼粉和步骤一所得预合金粉末，进行混合处理，得到TZM钼合金粉末；步骤三，将TZM钼合金粉末进行压制成型处理，得到成型坯；步骤四，成型坯相继在还原性气氛和真空条件进行烧结处理，得到烧结棒坯；步骤五，烧结棒坯进行连轧变形处理，得到轧制棒坯；步骤六，轧制棒坯进行退火热处理后得到棒材。该制备方法效率高，制得的棒材具有晶粒细小、组织均匀、致密性高、强度高等优异性能，室温抗拉强度可达≥900MPa，延伸率可达≥20％。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种高性能TZM钼合金棒材的制备方法。

背景技术

金属钼在高温下容易氧化、再结晶温度低，室温加工性能较差，通过在钼中添加钛、锆、碳等元素可以有效地改善钼合金的性能，开发出的TZM钼合金(钛锆钼合金)已广泛运用于航空航天、核能利用、医疗、机械等行业。

TZM钼合金主要成分如下：碳(C))：0.01％-0.04％；钛(Ti)：0.40％-0.55％；锆(Zr)：0.06％-0.12％；余量为钼(Mo)。目前TZM合金生产采用粉末冶金方法。专利CN200310102250.8公开了一种制备低氧TZM钼合金棒坯的方法，使用高碳钼粉及常规的氢化钛和氢化锆为原料，混料后在真空中频感应烧结炉中进行烧结制得，棒料为烧结状态，致密度与性能不是很理想。专利CN201210307083.X公开了一种核聚变装置用钼合金的制造方法，该方法包括原料配制、混料、冷等静压成型、真空烧结、锻造加工等步骤，制备出三向力学性能均匀的钼合金材料，该方法主要用于制备TZM块料。专利CN200810034501.6公开了一种钼合金及其制造方法，通过合金钼粉还原与合批工艺，等静压制坯料，再经过烧结、锻造与热轧，能制造出性能均匀、高强度和高延性的TZM板、棒、块原料；但这种方法工艺复杂，加工过程中不易控制开裂等缺陷，导致产品性能不稳定，合格率较低，成本偏高，不适于规模化生产。

发明内容

针对现有技术中存在的缺点，本发明的目的之一在于提供一种高性能TZM钼合金棒材的制备方法，采用粉末冶金工艺，制备的钼合金材料晶粒细小、均匀，致密度高，性能优良，较优可达到室温下抗拉强度≥900MPa、延伸率≥20％的水平，1600℃高温下抗拉强度100-150MPa、延伸率10％-25％。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高性能TZM钼合金棒材的制备方法，依次包括如下步骤：

步骤一，预合金粉末的制备：按TZM钼合金棒材组分配比，分别称取碳源、钛源和锆源，经预处理得到预合金粉末；

步骤二，TZM钼合金粉末的制备：按TZM钼合金棒材组分配比分别称取钼粉和步骤一所得所述预合金粉末，进行混合处理，得到TZM钼合金粉末；

步骤三，压制成型处理：将步骤二得到的所述TZM钼合金粉末装入设计好的模具型腔内进行压制成型处理，得到成型坯；

步骤四，烧结处理：将步骤三得到的所述成型坯相继在还原性气氛和真空条件进行烧结处理，得到烧结棒坯；

步骤五，连轧变形处理：将步骤四得到的所述烧结棒坯进行连轧变形处理，得到轧制棒坯；

步骤六，退火热处理：将步骤五得到的所述轧制棒坯进行退火热处理，得到所述高性能TZM钼合金棒材。

在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述制备方法还包括机加工步骤，将经热处理后的高性能TZM钼合金棒材进行机加工处理，得到高性能TZM钼合金棒材成品。