钽合金与钽合金管的制备方法技术

本发明专利技术提供一种钽合金，所述钽合金包括1.5wt%～45wt%的Nb、1.8wt%～17.5wt%的W、0.7wt%～1.2wt%的Zr、0.5wt%～3.0wt%的Hf、0.7wt%～3.5wt%的Rb、0.015wt%～0.025wt%的C、0.015wt%～0.025wt%的N与0.015wt%～0.025wt%的Y中的至少一种，和余量的Ta。本发明专利技术还提供了钽合金管的制备方法，在制备过程中，依次进行了线切割-预加热-涂覆抗氧化涂层-加热-挤压-真空热处理-轧制-真空热处理的加工工序，使钽合金管表面质量较好、力学性能较高且具有优良的耐腐蚀性能和耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
钽合金与钽合金管的制备方法
本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及钽合金与钽合金管的制备方法。
技术介绍
钽主要存在于钽铁矿中，钽的质地十分坚硬，富有延展性，钽金属最大的优点是具有极高的抗腐蚀性能，无论在冷或热的条件下，对盐酸、浓硝酸和王水都不反应。钽几乎在任何环境下都可以迅速的形成一层表面氧化膜，这层氧化膜极薄且致密，几乎对所有的介质都具有不透性，而且一旦损坏还能立即自愈。钽合金是以钽为基加入其它元素的合金，钽合金具有耐高温、强度高、化学稳定性好、耐腐蚀等特点，是航空航天工业、原子能工业、高温技术及化工防腐等领域不可或缺的材料。因此，钽合金的制备成为了研究的热点。例如，申请号为200910304529.1的中国专利公开了钽管的真空退火方法，钽管的制备方法具体为：首先将钽管内外壁清洗干净，将钽管置入耐热套管内，送入真空退火炉内，然后进行抽真空退火，冷却后即得到钽管，该专利公开的方法制备的钽管在真空中进行退火，减少了环境因素对钽管的影响，使最后制备的钽管的综合性能较好。申请号为200610156332.4的中国专利公开了一种制备强化钽及钽合金材料的方法，具体为将钽及钽合金粉末在低氧分压条件下进行表面增氧处理；再将处理后的钽粉进行热等静压固化，获得致密的块体材料；最后进行真空热处理，得到钽及钽合金材料，采用该方法制备的钽及钽合金材料延伸率好、强度高。因此本专利技术也提供了一种钽合金材料与钽合金材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种钽合金管的制备方法，使本专利技术制备的钽合金管表面质量较好且具有较高的力学性能。有鉴于此，本申请提供了一种钽合金，所述钽合金包括1.5wt%～45wt%的Nb、1.8wt%～17.5wt%的W、0.7wt%～1.2wt%的Zr、0.5wt%～3.0wt%的Hf、0.7wt%～3.5wt%的Rb，0.015wt%～0.025wt%的C、0.015wt%～0.025wt%的N与0.015wt%～0.025wt%的Y中的至少一种，和余量的Ta。优选的，所述钽合金包括：9.0wt%～11.0wt%的W，2.0wt%～3.0wt%的Hf，180ppm～200ppm的C和余量的Ta。优选的，所述钽合金包括：13.0wt%～15.0wt%的W，0.6wt%～1.2wt%的Hf，150ppm～200ppm的C，0.7wt%～1.5wt%的Rb，150ppm～200ppm的N和余量的Ta。本申请还提供了钽合金管的制备方法，包括以下步骤：a）将钽合金铸锭进行线切割掏孔，得到空心铸锭；b）将步骤a）得到的空心铸锭进行预加热，在预加热后的空心铸锭表面涂覆抗氧化涂层；c）将步骤b）得到的空心铸锭进行再次加热，将再次加热后的空心铸锭进行挤压；d）将步骤c）得到的管坯进行真空热处理，将真空热处理后的管坯进行轧制；e）将步骤d）得到的管坯进行真空热处理，得到钽合金管；所述钽合金铸锭中包括1.5wt%～45wt%的Nb、1.8wt%～17.5wt%的W、0.7wt%～1.2wt%的Zr、0.5wt%～3.0wt%的Hf、0.7wt%～3.5wt%的Rb，0.015wt%～0.025wt%的C、0.015wt%～0.025wt%的N与0.015wt%～0.025wt%的Y中的至少一种，和余量的Ta。优选的，步骤a）中所述线切割掏孔之后还包括：将线切割掏孔后的空心铸锭进行表面处理。优选的，步骤b）中所述预加热在箱式电阻炉或中频感应炉中进行，预加热的温度为120℃～180℃。优选的，步骤c）中所述再次加热在中频感应炉中进行，所述加热的温度为750℃～1350℃。优选的，步骤d）中所述真空热处理的温度为钽合金熔点的30%～50%，时间为60～180min，真空度≤1.6×10-3Pa。优选的，步骤d）中所述轧制之后还包括：将轧制后的管坯采用箱式电阻炉或井式电阻炉进行表面氧化处理，所述表面氧化处理的加热温度为180～700℃，时间为2min～70min。优选的，管坯进行表面氧化处理后还包括：采用真空退火炉对表面氧化处理的管坯进行灼烧，所述灼烧的温度为450℃～550℃，时间为20min～60min。本专利技术提供了钽合金管的制备方法，首先将钽合金铸锭进行线切割掏孔，线切割技术能够提高加工后钽合金空心铸锭的内表面质量、内孔同轴度和降低壁厚偏差；将得到的空心铸锭进行预加热，保证抗氧化涂层在空心铸锭表面均匀涂敷；然后在空心铸锭表面涂覆抗氧化涂层，有效避免了钽合金空心铸锭在加工过程中与空气接触，提高空心铸锭的表面质量和降低间隙气体元素的吸入造成的脆性开裂倾向升高问题的发生；然后将涂覆抗氧化涂层的空心铸锭再次进行加热并进行挤压，钽合金空心铸锭发生形变，使得到的钽合金管坯晶粒细小均匀；然后将经过挤压变形的管坯进行真空热处理，该热处理方式能够提高管坯的纯度、组织性能，并减少表面污染；将真空热处理后的管坯进行轧制，保证了轧制管坯的尺寸及内外表面质量，并且使管坯的变形均匀，最后进行了真空热处理，有效的消除了管坯加工过程中的残余应力和得到均匀细小的再结晶组织，最终使钽合金管的力学性能较好。本专利技术在制备钽合金管的过程中，依次进行了线切割-预加热-涂覆抗氧化涂层-加热-挤压-真空热处理-轧制-真空热处理的加工工序，使钽合金铸锭变形均匀，并且避免了加工过程中材料污染的问题，使制备的钽合金管的表面质量较好且力学性能较高。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种钽合金，所述钽合金包括1.5wt%～45wt%的Nb、1.8wt%～17.5wt%的W、0.7wt%～1.2wt%的Zr、0.5wt%～3.0wt%的Hf、0.7wt%～3.5wt%的Rb，0.015wt%～0.025wt%的C、0.015wt%～0.025wt%的N与0.015wt%～0.025wt%的Y中的至少一种，和余量的Ta。按照本专利技术，所述钽合金是以钽为基并添加其它元素的合金，所述钽合金为铌、钨、锆、铪、铷、碳和氮中的一种或多种与钽组成的合金。所述钽是一种耐腐蚀性能优异的材料，在钽材料中添加少量的其它元素，在保持其耐蚀性的同时其力学性能以及其它性能也能得到提高，从而扩大钽合金的应用领域。本领域技术人员熟知的，钽本身已经具有非常优异的防腐性能。而本申请通过添加其它合金元素更有利于钽合金综合性能的提高。按照本申请，在钽合金中添加钨能够进一步提升钽合金的防腐性能；铌、钼、铪和钨的原子大小与钽近似，可在合金化时形成置换固溶体，从而具有使上述元素具有固溶强化的作用；铷、碳、氮等元素为二次析出强化相元素，主要是提高合金的高温性能，特别是提高高温蠕变性能，并且提高钽合金的高温加工性能；钇是一种用于粉末烧结钽中的添加元素，提高材料的高温使用寿命和调节组织的元素。因此，本申请通过在钽合金中添加适当的元素，能够有效提高钽合金的防腐性能、耐高温性能以及力学性能。本申请中所述钽合金由于添加了不同的元素，而得到了不同的钽合金。按照本申请，所述钽合金可以为Ta8W2Hf，所述Ta8W2Hf中包括：7.0～9.0wt%的W，2.0～2.8wt%的H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钽合金，其特征在于，所述钽合金包括1.5wt%～45wt%的Nb、1.8wt%～17.5wt%的W、0.7wt%～1.2wt%的Zr、0.5wt%～3.0wt%的Hf、0.7wt%～3.5wt%的Rb，0.015wt%～0.025wt%的C、0.015wt%～0.025wt%的N与0.015wt%～0.025wt%的Y中的至少一种，和余量的Ta。

【技术特征摘要】
1.钽合金管的制备方法，包括以下步骤：a)将钽合金铸锭进行线切割掏孔，得到空心铸锭，然后进行表面处理；b)将步骤a)得到的空心铸锭进行预加热，在预加热后的空心铸锭表面涂覆抗氧化涂层；c)将步骤b)得到的空心铸锭进行再次加热，将再次加热后的空心铸锭进行挤压；d)将步骤c)得到的管坯进行真空热处理，将真空热处理后的管坯进行轧制；e)将步骤d)得到的管坯进行真空热处理，得到钽合金管；所述钽合金铸锭中包括1.5wt％～45wt％的Nb、1.8wt％～17.5wt％的W、0.7wt％～1.2wt％的Zr、0.5wt％～3.0wt％的Hf、0.7wt％～3.5wt％的Rb、0.015wt％～0.025wt％的C、0.015wt％～0.025wt％的N与0.015wt％～0.025wt％的Y中的至少一种，和余量的Ta。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂鹏，汪凯，李积贤，孙伟，同磊，谢新普，任晓，安刚，
申请(专利权)人：宁夏东方钽业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64