[发明专利]钽钨合金箔材制备方法及钽钨合金箔材

说明书

本发明公开了钽钨合金箔材制备方法，其包括以下步骤：将钨粉与钽粉混合得到混合粉末，其中，钨粉的质量百分比为10.0‑11.5%，所述钨粉包括粒径为1‑3μm、3‑5μm、5‑7μm的钨粉；将混合粉末冷压成型，并进行真空烧结，得到烧结坯锭；而后进行真空垂熔处理，得到垂熔坯锭；将垂熔坯锭在氩气室中进行不锈钢包套；在预设开坯温度下对进步骤四处理后的垂熔坯锭进行锻造开坯；去掉坯锭表面不锈钢包套，交替进行多道次冷轧变形和退火处理，当坯锭冷轧变形至厚度为0.01mm后进行表面清洗；进行真空退火和带张力冷轧变形，得到厚度小于7μm的箔材；将箔材缠绕在铸铁管上进行真空退火处理，自然冷却后获得所需的钽钨合金箔材；该钽钨合金箔材钨含量高、厚度薄。

技术领域

本发明涉及金属合金制备技术领域，具体来说，涉及一种钽钨合金箔材制备方法及钽钨合金箔材。

背景技术

钽钨（Ta-W）合金因具有高密度、高熔点、高弹性模量、高延展性、良好的加工性能、高温强度、耐腐蚀、可焊接以及低的塑脆转变温度等优点，被广泛地应用于航空航天、国防军工、化工以及核工业等领域。钨添加到钽中可以形成固溶体型合金，起到固溶强化和细化晶粒作用。随着钨含量的增加，钽钨合金室温下和高温下的性能均会得到明显提高。

随着电真空、电子电气和核能源等工业的发展，高强度、超薄、高钨含量的钽钨合金箔材已经成为磁控管阴极、电子管阴极、栅极、高压整流元件的必选材料。其中，高钨含量的钽钨合金箔材的重要用途之一是制做磁控管一次阴极，钽钨合金箔材的强度和厚度指标直接影响着在相同加速电压下阴极的发射效率、微波管输出功率和工作稳定性。

因此，如何提高钽钨合金箔材的强度以及加工成超薄箔材是当下研究者和生产者的主要任务。针对这一任务，先后发展出了系列钽钨合金箔材，包括钨含量为2.5wt%，5.0wt%和 7.5 wt%钨含量的钽钨合金箔材，其厚度小于7μm。此外，作为磁控管一次阴极的钽钨合金箔材需要强度更高，耐热抗倒伏性能更好，这就要进一步提高钽钨合金中钨的含量，钽和钨构成的Ta—W二元系合金为无限固溶体，随钨含量的增加，合金的强度随之增大，美国工业生产的钽钨合金有Ta-2.5W、Ta-7.5W和Ta-10W。这些钽合金保持了纯钽的低温塑性，又具有较高的强度和抗氧化性能。20世纪60年代以后，钽钨合金作为高温结构材料和耐蚀材料用于航天工业和化学工业。1979年，中国研制的Ta-10W合金投入工业生产。但超过12％～14％（原子分数）时，再结晶合金的塑性将显著降低，其加工性能显著恶化，箔材制备变的极其困难，至今尚未见到钨含量超过10.0% 的钽钨合金箔材的加工技术。

因此，现提供一种能够减小钽钨合金箔材厚度并提高钨含量满足磁控管阴极、电子管阴极、栅极、高压整流元件等对高钨含量的钽钨合金箔材的需求的钽钨合金箔材及其制备方法。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供一种钽钨合金箔材的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、将钨粉与钽粉混合得到混合粉末，其中，钨粉的质量百分比为10.0-11.5%，所述钨粉包括粒径为1-3μm的钨粉、粒径为3-5μm的钨粉和粒径为5-7μm钨粉；

步骤二、将混合粉末冷压成型，并进行真空烧结，得到烧结坯锭；

步骤三、将烧结坯锭进行真空垂熔处理，得到垂熔坯锭；

步骤四、将垂熔坯锭在氩气室中进行不锈钢包套；

步骤五、在预设开坯温度下对进步骤四处理后的垂熔坯锭进行锻造开坯；

步骤六、去掉坯锭表面不锈钢包套，交替进行多道次冷轧变形和退火处理，当坯锭冷轧变形至厚度为0.01mm后进行表面清洗；然后进行真空退火和带张力冷轧变形，得到厚度小于7μm的箔材；

步骤七、将箔材缠绕在铸铁管上进行真空退火处理，自然冷却后获得所需的钽钨合金箔材。