[发明专利]一种制备钼坯料的方法

说明书

技术领域

一种制备钼坯料的方法，涉及一种制备高密度钼制品过程中的钼坯料的制备方法。 

背景技术

钼是一种重要的稀有金属，它在地壳中的丰度为7.5×10^-4%，是稀缺的战略物资。它的熔点高、热导率高、导电性良好、以及高温强度良好和耐磨性高，故在航空、航天、高温结构件、电子元器件、医疗器件等众多领域有着广泛的应用。 

由于金属钼的熔点很高（2620℃），采用熔炼、铸造工艺难度较大，故钼制品的制备方法通常是采用粉末冶金的方法。制备过程采用钼粉为原料，经过预处理、成型、高温烧结或垂熔制成钼坯。这时钼坯的密度比较低，一般在9.3-9.7 g/cm³，相应的物理性能都比致密材料低很多，通常不能满足实际需要。因此，这种钼坯还不能作为钼制品，必须再经过热锻、轧制等加工手段使其进一步致密化，提高其性能，以满足各种实际用途的需要。 

中国发明专利CN 102699327A发明的一种生产人工晶体的钼坩埚的制作工艺，就是把经过压制和1950℃烧结30小时的钼坯再加热到1600℃锻打成钼坩埚。很显然，采用这样的工艺的缺点是能耗高，工艺复杂，工序多。 

 又如用作大功率电力半导体器件可控硅、晶闸管等的衬底钼圆片，传统的粉末冶金方法主耍包括压制、烧结、机加工等步骤。此方法工艺流程短，能耗低，材料利用率高，特别是材料内部组织基本上不存在织构。但缺点是材料密度低（约为理论密度92％），强度低，不能满足使用要求。中国发明专利CN1163173A发明的一种生产钼圆片的粉末冶金方法，在传统粉末冶金方法的基础上，增加热锻和退火工艺过程，大大提高了钼圆片的密度，其相对密度达到理论密度的95-98％（相当于9.69-9.99 g/cm³）。与轧制法相比，工艺流程短，节省能耗70 %，材料利用率提高40 ％左右。并且由于钼圆片在生产过程中，未经过反复轧制，材料内部组织呈各向同性，更符合使用要求。但是由于增加了热锻和退火工艺过程，导致能耗仍然较高，工艺比较复杂，工序也比较多。 

 中国发明专利CN 101966585A也提出了一种钼坯制备方法，采用粒度为0.5-lum 亚微米级钼粉进行低温活化烧结制成细晶粒钼板坯，以该钼粉为原料，通过1500-1700℃ 保温240-420min可以制备出细晶粒的钼坯，其密度在9.8-10 g/cm³。这种方法的缺点是必须使用亚微米级的钼粉为原料，而亚微米级钼粉的制备难度远比普通一级钼粉FMo-1高，质量很难稳定，同时制造成本比FMo-1高很多。 

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提出一种工艺简单、成本低廉，能有效提高密度的制备钼坯料的方法。 

 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 

一种制备钼坯料的方法，其制备过程的步骤包括：（1）将钼粉模压成型；（2）将模压成型的压坯进行烧结；其特征在于烧结过程是在保护气体的下进行连续高温烧结。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于所述的连续高温烧结过程是将模压成型的压坯在通道式烧结炉中连续进行预热、升温、烧结、降温、冷却过程。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于所述的保护气体为氢气。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于所述的保护气体氢气的纯度大于99%。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于所述的保护气体氢气为经过设有超声波处理水的装置，形成水在氢气中的气溶胶的氢气。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于所述的超声波处理水的装置为市售商品超声波雾化器，工艺条件为按照氢气流量控制雾化水量，使气的通过超声波处理器后的氢气中含水量在0.2-5%（重量百分比）之间。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于其步骤（1）的钼粉为平均粒度（F.S.S.S粒度）为1-2.5μm，最好是1.5-2μm的市售一级FMo-1。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于其压制坯料的压力为200-400MPa。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于连续高温烧结时，压坯在高温区运行的时间为3-5小时。 

本发明的一种制备钼坯料的方法，其特征在于连续高温烧结的温度为1550-1650℃。