[发明专利]一种干式掺杂钼合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种干式掺杂钼合金的制备方法，涉及一种制备多元钼合金的方法。将氧化镧粉、氧化钇粉、氧化铈粉中的一种或几种，钨粉、钴粉、钛粉中的一种或几种和钼粉进行直接固固掺杂混合。首先将选定的合金掺杂粉体与适量钼粉通过球磨方式混合；再将掺杂粉末和余下的钼粉经三维混料机混合、过筛；最后掺杂粉末再次经三维混料机混合、过筛后，得到所需的合金掺杂粉末；经冷等静压、烧结，得到掺杂钼合金材料。本发明的方法，有效地保证了掺杂元素的均匀性，减小了钼合金材料中物质的偏聚，且该方法具有操作简便、成本低的优势。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种干式掺杂钼合金的制备方法。

背景技术

钼作为具有重要战略意义的难熔金属，广泛应用在冶金、石油、化工、钢铁等诸多领域。然而，钼具有本征的低温脆性和非本征的晶界脆性，一方面导致在温度低于韧脆转变温度(DBTT)时，材料表现出共价键特性，位错运动受到阻碍，在晶界处易形成应力集中，从而导致沿晶断裂；另一方面，杂质元素在晶界处富集，从而影响了晶界强度。因此，强韧化研究一直是钼材料拓展其应用的重点研究方向之一。

近年来，研究人员对于钼材料的强韧化研究做了大量的工作(罗建海,王林,孙院军.掺杂方式对Mo-La₂O₃合金断裂韧性及掺杂粒子显微结构的影响.中国钼业,2015,39(5):54-60；庄飞,杨秦莉,卜春阳.Si-Al-K掺杂钼粉对烧结密度的影响.中国钼业,2012,36(5):48-50；崔超鹏,孔维智,朱向炜,等.一种掺杂稀土氧化镧的TZM合金的制备方法.中国专利,CN111644632A,2020-04-20)。目前，对于钼材料的强化，存在以Ti、Zr等元素为主的固溶强化，以稀土氧化物为主的弥散强化，其中的关键是如何将掺杂剂均匀的掺杂进入钼基体材料中。

固液掺杂是目前工业上广泛采用的方法，掺杂剂以对应盐溶液的形式引入，经混合、干燥、还原等工序制备得到掺杂钼粉体。但是，该方法成本较高，且生产过程中容易产生有毒的NO、NO₂等气体。固固干式掺杂是一种成本低、易于工程放大的制备钼合金材料的方法，其难点在于掺杂剂分布的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种干式掺杂钼合金的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种干式掺杂钼合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将适量钼粉与稀土氧化物及金属粉按照一定重量比置于密封的球磨罐中，球磨18-25h后，得到第一次掺杂粉末；

(2)将步骤(1)中的第一次掺杂粉末和余下的钼粉装入三维混料机中，以20-25rpm转速混合10-12h，过筛后得到第二次掺杂粉末；

(3)将步骤(2)中得到的第二次掺杂粉末再次装入三维混料机中，以30-40rpm转速混合15-20h，过筛后得到第三次掺杂粉末，即为所需合金掺杂粉末；

(4)将步骤(3)中得到的合金掺杂粉末进行冷等静压成形，得到坯料；

(5)将步骤(4)中得到的坯料在氢气气氛下进行烧结，随炉冷却后即得到干式掺杂钼合金材料。

可选的，所述步骤(1)中的稀土氧化物为氧化镧粉、氧化钇粉、氧化铈粉中的一种或几种，金属粉为钨粉、钴粉、钛粉中的一种或几种。

可选的，所述稀土氧化物的掺杂量按照重量百分比分别为氧化镧0.1-0.6％、氧化钇0.15-0.4％、氧化铈0.04-0.12％；所述金属粉按照重量百分比分别为钨粉0.02-0.1％、钴粉0.01-0.06％、钛粉0.1-0.3％。