[发明专利]一种Zr‑Sn‑Nb‑Hf合金棒材及其制备方法

权利要求书

1.一种Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Sn 0.8％～1.2％，Nb 0.2％～0.4％，Hf 0.8％～1.6％，余量为Zr和不可避免的杂质；制备所述Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材的方法包括以下步骤：

步骤一、将高纯Sn、高纯Nb和高纯Hf置于非自耗真空电弧炉中，在氩气保护，温度为2600℃～2800℃的条件下熔炼1～3次，得到Sn-Nb-Hf中间合金；

步骤二、对步骤一中所述Sn-Nb-Hf中间合金进行机械破碎，然后将破碎后的Sn-Nb-Hf中间合金与海绵Zr混合均匀后压制成型，得到电极；

步骤三、将步骤二中所述电极置于真空自耗电弧炉中，在真空度不大于3×10^-2Pa的条件下真空电弧熔炼1～3次，随炉冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述真空电弧熔炼的电流为7kA～9kA，所述真空电弧熔炼的电压为30V～40V；

步骤四、将步骤三中所述铸锭在挤压温度为600℃～800℃，挤压比为7～9的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

步骤五、将步骤四中所述半成品棒坯在挤压温度为500℃～700℃，挤压比为4～6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材。

2.根据权利要求1所述的一种Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Sn 0.9％～1.1％，Nb 0.25％～0.35％，Hf 1.0％～1.4％，余量为Zr和不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的一种Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Sn 1.0％，Nb 0.3％，Hf 1.2％，余量为Zr和不可避免的杂质。

4.一种制备如权利要求1、2或3所述Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将高纯Sn、高纯Nb和高纯Hf置于非自耗真空电弧炉中，在氩气保护，温度为2600℃～2800℃的条件下熔炼1～3次，得到Sn-Nb-Hf中间合金；

步骤二、对步骤一中所述Sn-Nb-Hf中间合金进行机械破碎，然后将破碎后的Sn-Nb-Hf中间合金与海绵Zr混合均匀后压制成型，得到电极；

步骤三、将步骤二中所述电极置于真空自耗电弧炉中，在真空度不大于3×10^-2Pa的条件下真空电弧熔炼1～3次，随炉冷却后进行扒皮处理，得到铸锭；所述真空电弧熔炼的电流为7kA～9kA，所述真空电弧熔炼的电压为30V～40V；

步骤四、将步骤三中所述铸锭在挤压温度为600℃～800℃，挤压比为7～9的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到半成品棒坯；

步骤五、将步骤四中所述半成品棒坯在挤压温度为500℃～700℃，挤压比为4～6的条件下进行挤压，自然冷却后进行扒皮处理，得到Zr-Sn-Nb-Hf合金棒材。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述高纯Sn、高纯Nb和高纯Hf的质量纯度均不小于99％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述海绵Zr的质量纯度不小于99％。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中所述挤压温度为650℃～750℃，挤压比为7.5～8.5。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤五中所述挤压温度为550℃～650℃，挤压比为4.5～5.5。