[发明专利]一种大尺寸细晶钼棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸细晶钼棒的制备方法。该方法包括：成形处理步骤：将钼粉进行成形处理，得到成形坯；烧结处理步骤：将所述成形坯进行烧结处理，得到烧结坯；锻造变形处理步骤：将所述烧结坯进行锻造变形处理，得到锻造棒坯；热处理步骤：将所述锻造棒坯进行退火热处理，得到所述钼棒。本发明制备的纯钼棒材生产规格可扩大到φ90‑φ150mm、长度可达3000mm，材料晶粒细小、均匀，室温抗拉强度≥550MPa、断后伸长率≥15％，1000℃高温强度≥200MPa，断后伸长率≥20％。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种大尺寸细晶钼棒及其制备方法。

背景技术

纯钼具有高的熔点、高的弹性模量，良好的导电导热性能与低的热膨胀系数，在医疗领域、航空航天、电力电子等领域得到了广泛应用。目前国内所生产的常见规格为直径小于80mm的棒材。国外标准ASTM B387要求直径大于80mm钼棒抗拉强度大于450MPa，屈服强度大于380MPa，延伸率大于10％，硬度大于HV205。

随着高端医疗组件国产化进程进一步加快，以及航空航天、兵器工业应用领域的不断发展，对大尺寸高性能钼棒材需求愈加迫切。对于直径大于80mm的纯钼棒材，变形方式主要有空气锤、精锻、快锻、挤压变形加工。

传统的空气锤锻造设备能力有限，锻造变形量小，心部变形不透，产品性能指标达不到ASTM B387要求。

精锻虽然变形能力足够，但存在着钼棒表层和内部变形不一致，容易造成横向组织的不均匀性，从而可能导致棒材横向性能的差别。张德尧在《粉冶纯钼棒的精密锻造探索》指出在精密锻造加工过程中，表层金属变形大、流动快,内层金属变形小流动慢，中心金属变形最差，由于在这种情况下金属的内外层变形程度的不同和流动速度的差异，造成了横向组织的不均匀性，从而可能导致棒材横向性能的差别。

热挤压能使金属产生塑性变形的较好条件，这样使得钼及钼合金坯料可以在低塑性的状态实现变形，使晶粒得到破碎、细化，从而大大提高合金的机械性能。但是，张清在《熔炼钼合金的挤压加工》指出国内用于难熔金属挤压加工的设备寥寥无几，部分厂家或者因挤压力不够，或者因加热装备达不到工艺要求的加热温度而无法进行挤压；并且在挤压过程中容易产生钼棒头部劈裂、尾部缩孔、表面产生横向较深的裂纹，产品合格率低。

冯宝奇等采用单火次大加工率的锻造制备了高性能钼棒(一种制备高性能钼棒的办法，专利号ZL200610165738.9，发明人：冯宝奇等)，但该方法制备的钼棒尺寸较小，主要用作小尺寸的阴极靶旋转转子。

张灵杰等制备了直径为500-700mm，长度为2500-3000mm的钼电极(一种超大型细晶钼电极的制备方法，专利公开号CN104190937B，发明人：张灵杰等)，但该方法制备的大尺寸钼电极主要用于玻璃纤维丝的生产，无具体的晶粒度和综合力学性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的之一在于提供一种大尺寸细晶钼棒的制备方法，该方法制备的钼棒合格率高、适用性强，可生产不同规格的纯钼棒材。

本发明的目的之二在于提供一种大尺寸细晶钼棒。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种大尺寸细晶钼棒的制备方法，包括：

成形处理步骤：将钼粉进行成形处理，得到成形坯；

烧结处理步骤：将所述成形坯进行烧结处理，得到烧结坯；

锻造变形处理步骤：将所述烧结坯进行锻造变形处理，得到锻造棒坯；

热处理步骤：将所述锻造棒坯进行退火热处理，得到所述钼棒。