專利名稱：一種鉬合金的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉬合金的生產(chǎn)方法，特別是一種采用鉬氧化物和稀土硝酸鹽生產(chǎn)摻雜鉬合金的方法。
背景技術(shù)：
純鉬產(chǎn)品由于綜合機(jī)械性能差、使用壽命短，應(yīng)用受到限制；其合金則具有廣擴(kuò)的應(yīng)用前景。常規(guī)鉬合金的生產(chǎn)方法包括固—固摻雜法、液—液摻雜法及固—液摻雜法三類。其中采用固—固摻雜法、生產(chǎn)鉬合金由于直接采用鉬粉或鉬的氧化物與稀土氧化物進(jìn)行混合，因兩種粉料密度差別較大，均勻性差，燒結(jié)后產(chǎn)品中稀土分布不均勻、性能差，甚至產(chǎn)生裂紋，因此目前已極少采用。而常規(guī)固—液摻雜法是將硝酸稀土鹽直接加入到氧化鉬的料液中或?qū)⑷趸f或二氧化鉬直接與稀土鹽溶液混合，然后采用攪拌加熱直到液體蒸發(fā)完，即制得摻雜鉬氧化物。該方法雖然具有易混合均勻，但一是由于采用簡(jiǎn)單的一步加熱干燥，其干燥過(guò)程結(jié)塊嚴(yán)重，必須經(jīng)破碎、篩分后才能進(jìn)入還原工序，在破碎和篩分中不可避免地會(huì)帶入其它雜質(zhì)和造成物料損失；二是將硝酸稀土鹽直接加入到氧化鉬料漿中 或?qū)f的氧化物加入采用稀土鹽直接溶解的溶液中混合，其混合料漿雖然克服了固—固法混合均勻性差的弊病，但其成份的純凈度仍然較差；三是對(duì)MoO2和稀土鹽及其溶液的純度無(wú)要求，忽視了即使其它微量雜質(zhì)進(jìn)入鉬的晶界面對(duì)質(zhì)量的影響問(wèn)題。因此該方法存在燒結(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量仍較差、收率亦較低等弊病。而在專利號(hào)為ZL99115314，名稱為《一種摻雜鉬合金的制備方法》的專利文獻(xiàn)中，針對(duì)上述弊病，采用液—液摻雜法，即采用鉬酸銨為原料，與水和氨水按比例配成溶液，再經(jīng)加熱制成仲鉬酸銨溶液，進(jìn)而蒸發(fā)結(jié)晶；然后將經(jīng)過(guò)濾配制而成的稀土金屬鹽溶液加入、加熱混合均勻后，冷卻、抽濾、脫水制得摻雜仲鉬酸銨；然后經(jīng)還原、加入成型劑壓制成形、燒結(jié)，最終制得鉬合金制品。該方法一是由于配制成仲鉬酸銨溶液、再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制得仲鉬酸銨，在蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中極易產(chǎn)生偏析而影響成份的均勻性，直至制品的質(zhì)量。其二在加入過(guò)濾處理的稀土鹽溶液，并經(jīng)抽濾、脫水制得摻雜仲鉬酸銨時(shí)，又由于抽濾時(shí)部分稀土溶液會(huì)隨母液一同流失，使其所摻入的成份量難以準(zhǔn)確控制；此外采用仲鉬酸銨作原料所得的摻雜鉬粉混合料的成型性差，壓制毛坯時(shí)需加成型劑。因而該方法存在所摻入稀土鹽的有效量難以準(zhǔn)確控制、浪費(fèi)大，粉料中各成份的均勻性差、成型性差；產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性差、即使同一批產(chǎn)品燒結(jié)后制成的鉬絲按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試、有的彎折2～3次即折斷，有的卻可達(dá)10余次才會(huì)折斷，嚴(yán)重地影響產(chǎn)品的應(yīng)用前景等弊病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在背景技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)一種鉬合金的生產(chǎn)方法，以達(dá)到生產(chǎn)工藝先進(jìn)、可靠，易操作能，使稀土金屬能均勻地分布上于鉬的基體中，且摻入量控制方便、準(zhǔn)確，干燥后粉化好、粉料的成型性好，燒結(jié)后的制品綜合性能好、質(zhì)量穩(wěn)定、收率高、適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等目的。
本發(fā)明的解決方案是選用顆粒表面微細(xì)裂紋發(fā)達(dá)、比表面積大的MoO2作為原料，而采用高純度的硝酸鑭或硝酸釔作為摻雜劑并采用去離子水將其配成溶液并經(jīng)過(guò)濾；在干燥時(shí)則采用由低到高分溫度段加熱攪拌干燥，以防止其結(jié)塊；所得摻雜粉料不需添加成型劑直接壓制成毛坯、入爐燒結(jié)；從而實(shí)現(xiàn)其目的。因此，本發(fā)明方法包括A、配制稀土硝酸鹽溶液以重量百分比計(jì)，將按原料MoO2重0.5～2.0wt％、純度不低于化學(xué)純的硝酸鑭或硝酸釔完全溶于去離子水后，經(jīng)過(guò)濾處理，濾液送入帶攪拌器并加有去離子水的干燥容器內(nèi)，溶液中所含去離子水總量與待加入的MoO2之重量比為0.3～0.4∶1，攪拌混合均勻；B、制備摻雜MoO2粉按上述比例將粒度為6～13μm、純度不低于99.9％的MoO2粉加入由A配制的溶液中，持續(xù)攪拌30～60分鐘后，將料漿在40～100℃范圍內(nèi)由低到高，分段加熱、攪拌至水份蒸發(fā)完、粉料松散后，在攪拌下冷卻至常溫并過(guò)40～80目篩，得摻雜MoO2粉；攪拌速度20～40轉(zhuǎn)/分；C、還原處理將摻雜MoO2粉料送入還原爐中，在氫氣氣氛及800～1000℃溫度下還原處理4～8小時(shí)后，冷卻、過(guò)篩，即制得含La2O3或Y2O3的摻雜鉬粉；D、壓制、燒結(jié)將由C制得的摻雜鉬粉直接入模壓制成毛坯后，送入燒結(jié)爐、在氫氣保護(hù)及1800～2050℃溫度下燒結(jié)成型即得鉬合金。
上述在40～100℃溫度范圍內(nèi)，由低到高分溫度段加熱、攪拌，當(dāng)分為兩段溫度加熱、攪拌時(shí)，首先將料漿加熱至40～60℃持續(xù)攪拌30～50分鐘，然后再將溫度升至80～100℃并持續(xù)攪拌至水份蒸發(fā)完、粉料松散。而在還原處理后冷卻、過(guò)篩，其篩網(wǎng)的目數(shù)為120～250目。
本發(fā)明采用固—液摻雜，由于選用高純度的MoO2及硝酸鑭或硝酸釔作為原料及摻雜劑，其中MoO2由于具有比表面積大、活性強(qiáng)、孔隙多、微細(xì)裂紋發(fā)達(dá)，對(duì)摻雜物吸附力強(qiáng)，鑭和釔的硝酸鹽易滲入到粉末內(nèi)，加之對(duì)其硝酸鹽的去離子水溶液進(jìn)行過(guò)濾處理，因而摻雜的純度大大提高；在摻雜過(guò)程中采用由低到高分溫度段加熱、攪拌干燥，不但使物料松散、避免結(jié)塊，且成型性好，而粉料成份均勻，偏析極差僅為0.01～0.02，燒結(jié)物及其后續(xù)制品物理機(jī)械性能一致性好；經(jīng)檢測(cè)用其生產(chǎn)的切割鉬絲的抗拉強(qiáng)度高達(dá)2201.8～2437.7N/mm2、使用壽命達(dá)48～60小時(shí)；而高溫抗彎析性能10組檢測(cè)數(shù)據(jù)平均12.25次(判定標(biāo)準(zhǔn)為≥4次為合格)，最高為13.5次、最低11.5次。因而本發(fā)明具有工藝先進(jìn)、可靠，易操作、控制，原料利用率高、生成的粉料成型性好，壓制毛坯不需添加成型劑，稀土在合金中分布均勻；用以生產(chǎn)鉬絲等制品其物理機(jī)械性能優(yōu)良且穩(wěn)定，可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
1.
以硝酸鑭為摻雜劑生產(chǎn)鉬合金條為例A、配制硝酸鑭溶液將純度為分析純的硝酸鑭700g完全溶于1kg去離子水中后、真空過(guò)濾，濾液加入盛有34kg去離子水的帶攪拌器的夾層干燥釜內(nèi)，攪拌10分鐘使La(NO3)3溶液充分混合均勻；B、制備摻雜MoO2粉將100kg純度為99.9％、費(fèi)氏粒度為6～13μm的MoO2粉加入上述溶液中繼續(xù)攪拌50分鐘后，向干燥釜夾層通入水蒸汽，在攪拌條件下將料漿溫度升至50℃、持續(xù)攪拌40分鐘，再將料漿溫度升至90℃、持續(xù)攪拌至水份蒸發(fā)完畢、粉料呈松散狀態(tài)；再向干燥釜夾層通入冷水、在攪拌下將粉料冷卻至常溫、過(guò)60目篩即得摻雜MoO2粉；攪拌速度30轉(zhuǎn)/分；C、還原處理將由B制得的粉料送入十五管還原爐中，在850～950℃溫度下及氫氣氛中還原處理5小時(shí)，冷卻后便得含La2O3的摻雜鉬粉；D、壓制、燒結(jié)將上述制得的摻雜鉬粉置于等靜壓成型機(jī)中，在200Mpa壓力下，壓制成直徑為φ20mm的鉬條毛坯后，送入中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中，在1900℃±10℃溫度及氫氣保護(hù)下燒結(jié)成型，即制得摻雜鉬合金條。
本實(shí)施例所制得鉬合金條可用以進(jìn)一步加工制得線切割鉬絲和高溫鉬絲。
具體實(shí)施例方式
2.
以硝酸釔為摻雜劑生產(chǎn)鉬合金為例A、配制Y(NO3)3溶液將1200g純度為分析純的硝酸釔溶于1.2kg去離子水中后、真空過(guò)濾，濾液加入盛有35kg去離子水的帶錨式攪拌器的夾層干燥釜內(nèi)，攪拌8分鐘，使溶液充分混合均勻；B、制備摻雜MoO2粉將100kg純度為99.9％、費(fèi)氏粒度為6～13μm的MoO2粉加入上述溶液中持續(xù)攪拌45分鐘后，在攪拌條件下將料漿溫度升至50℃、持續(xù)攪拌45分鐘后，在攪拌下將料漿溫度升至85℃、繼續(xù)攪拌至水份蒸發(fā)完畢、粉料呈松散狀；然后向干燥釜內(nèi)夾層通入冷水、在攪拌狀態(tài)下將粉料冷卻至常溫、過(guò)60目篩即將摻雜MoO2粉；攪拌速度35轉(zhuǎn)/分；C、還原處理將上述粉料送入十五管還原爐中在850～950℃溫度下及氫氣氛中還原處理6小時(shí)，冷卻后便得含Y2O3的摻雜鉬粉；此后的壓制、燒結(jié)與實(shí)施方式1.相同。本方式所制得的鉬合金可用于加工生產(chǎn)軋帶鉬絲。
權(quán)利要求
1.一種鉬合金的生產(chǎn)方法，包括A..配制稀土硝酸鹽溶液以重量百分比計(jì)，將按原料M0O2重的0.5～2.0wt％、純度不低于化學(xué)純的硝酸鑭或硝酸釔完全溶于去離子水后，經(jīng)過(guò)濾處理，濾液送入帶攪拌器并加有去離子水的干燥容器內(nèi)，攪拌混合均勻；溶液中所含去離子水總量與待加入的M0O2之重量比為0.3～0.4∶1；B、制備摻雜M0O2粉按上述比例將粒度為6～13μm、純度不低于99.9％的M0O2粉加入由A配制的溶液中，持續(xù)攪拌30～60分鐘后，將料漿在40～100℃范圍內(nèi)由低到高分溫度段加熱、攪拌至水份蒸發(fā)完、粉料松散后，在攪拌下冷卻至常溫并過(guò)40～80目篩，得摻雜M0O2粉；攪拌速度20～40轉(zhuǎn)/分；C、還原處理將摻雜M0O2粉料送入還原爐中，在氫氣氣氛及800～1000℃溫度下還原處理4～8小時(shí)，冷卻、過(guò)篩得含La2O3或Y2O3的摻雜鉬粉；D、壓制、燒結(jié)將由C制得的摻雜鉬粉直接入模壓制成毛坯后、送入燒結(jié)爐，在氫氣保護(hù)及1800～2050℃溫度下燒結(jié)成型，即得鉬合金。
2.按權(quán)利要求1.所述鉬合金的生產(chǎn)方法，所述由低到高分溫度段加熱、攪拌；當(dāng)分為兩段溫度加熱、攪拌時(shí)，首先將料漿加熱至40～60℃持續(xù)攪拌20～50分鐘，然后再將溫度升至80～100℃，并持續(xù)攪拌至水份蒸發(fā)完、粉料松散。
3.按權(quán)利要求1.所述鉬合金的生產(chǎn)方法，所述在還原處理后冷卻、過(guò)篩，其篩的目數(shù)為120～250目。
全文摘要
該發(fā)明屬于粉末冶金中鉬合金的生產(chǎn)方法。采用高純度、比表面積大的MoO
文檔編號(hào)C22C27/04GK1693513SQ200510020980
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者莫玉琛, 楊曉青, 柳興光, 呂祥明 申請(qǐng)人:自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司