钽钨合金坯料制备方法技术

一种钽钨合金坯料制备方法，其特征在于包括如下步骤：①粉体混合；②压坯，将混合粉在成型压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块；③坯料破碎，将坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎，得到压坯颗粒，压坯颗粒尺寸为0.1mm～0.3mm；④电弧熔炼。与现有技术相比，本发明专利技术的优点在于：整体制备工艺流程少，制备效率高，对制备要求较低且制备的钽钨合金坯料成分均匀。

【技术实现步骤摘要】
钽钨合金坯料制备方法
本专利技术涉及一种金属合金的制备方法，尤其涉及钽钨合金的制备方法。
技术介绍
钽钨合金是一种以钽为基体，添加一定量钨元素形成的合金。虽然钽和钨两者可无限固溶，但当钨含量超过12at％-14at％合金的塑性将显著降低，当钨含量较低时，钽钨合金既保持了纯钽的低温塑性，又具有较高的强度、抗氧化及耐蚀能力，因此较低钨含量的钽钨合金广泛应用于航空、航天、化工、核工业等领域。如Ta-2.5W合金可用于制造加热器、冷却盘管、热交换器和反应器等；Ta-7.5W合金可制造耐蚀元件；Ta-10W可用作火箭发动机推力燃烧室及高温真空炉发热体等高温部件。目前，钽钨合金坯料的制备通常需要经历混料、压坯、烧结、熔炼等几个过程，如专利号为ZL201310579245.X的中国专利技术专利《一种钽2.5钨合金的制备方法》(授权公告号为CN103555975B)，该方法首先将钽粉和钨粉按比例配置并放入滚筒式混料机中混合24h；将混合好的粉料过120目筛得细粉料；将细粉料用500T油压机压制成棒条；将合金棒条放入真空烧结炉内烧结得到粗坯锭；将粗坯锭经至少两次真空电子束熔炼制成钽钨合金坯锭。类似的还可以参考申请号为201310574775.5的中国专利技术专利申请公开《钽10钨合金的制备方法》(申请公布号为CN103555981A)。《材料热处理学报》第6期2012中王珊，汪明朴，陈畅，夏福中，左波，张婉等著的“钽及钽钨合金冷轧变形过程中的组织和性能”公开的制备的方法与以上略有不同，首先对称量好的粉体进行行星高能球磨并筛分得到混合均匀的混合原料粉，利用等静压将混合粉体压制成型，经烧结后得到钽钨合金坯料。专利号为ZL201410118867.7的中国专利技术专利《钮坯料或铝合金坯料的制备方法》(授权公告号CN103849788B)，该专利中将钽粉或钽合金粉压制成型并在真空烧结炉中进行预烧结，再将其进行真空垂熔烧结得到钽或钽合金坯料，由于该方法采用了真空垂熔烧结技术，得到的坯料性能一致性较好。从以上钽钨合金坯料制备方法可知，由于制备过程中涉及多种设备的使用及多个工艺，导致生产周期较长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种流程短且坯料成分均匀的钽钨合金坯料制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钽钨合金坯料制备方法，其特征在于包括如下步骤：①粉体混合，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合，将混合粉体放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，得到混合粉；②压坯，将混合粉在成型压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块；③坯料破碎，将坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎，得到压坯颗粒，压坯颗粒尺寸为0.1mm～0.3mm；④电弧熔炼，将压坯颗粒放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料。作为优选，步骤①所述的球磨条件如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:3～1:4，高能球磨机转速为400r/min～600r/min，转向调整时间5min～10min，球磨时间为60min～120min。作为优选，步骤②中所述的压坯可以采用双向或单向压制。作为优选，步骤③中所述的球磨条件如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:3～1:4，高能球磨机转速为50r/min～60r/min，转向调整时间2min～3min，球磨时间为10min～20min。作为优选，步骤④中所述的电弧熔炼条件如下：熔炼电流400A～500A，熔炼时间3min～5min，熔炼次数3～4次，每熔炼一次后将试样翻转。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：整体制备工艺流程少，制备效率高，成本低，对制备要求较低且制备的钽钨合金坯料成分均匀。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1，以平均粒度为3μm-5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料，按Ta-2.5W合金成分分别进行钽粉和钨粉称量，将两种粉体混合放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:3，高能球磨机转速为400r/min，转向调整时间5min，球磨时间为120min；利用全自动自动成型压机将混合均匀的粉体压制成坯块，采用双向压制，压制压力为300MPa；再将得到的坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎得到压坯颗粒，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:3，高能球磨机转速为50r/min，转向调整时间2min，球磨时间为20min，获得尺寸为0.3mm的压坯颗粒；将称量好的压坯颗粒放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，开机械泵及分子泵抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止机械泵及分子泵，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行电弧熔炼，熔炼工艺如下：熔炼电流400A，熔炼时间5min，熔炼次数4次(每熔炼一次后将试样翻转)，最后得到成分均匀的Ta-2.5W合金坯料，合金成分测试结果如下：表1实施例1获得的合金坯锭各区域W含量实施例2，以平均粒度为3μm-5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料，按Ta-2.5W合金成分分别进行钽粉和钨粉称量，将两种粉体混合放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:4，高能球磨机转速为600r/min，转向调整时间10min，球磨时间为60min；利用全自动自动成型压机将混合均匀的粉体压制成坯块，采用单向压制，压制压力为500MPa；再将得到的坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎得到压坯颗粒，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:3，高能球磨机转速为60r/min，转向调整时间3min，球磨时间为15min，获得尺寸为0.25mm的压坯颗粒；将称量好的压坯颗粒放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，开机械泵及分子泵抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止机械泵及分子泵，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行电弧熔炼，熔炼工艺如下：熔炼电流500A，熔炼时间3min，熔炼次数3次(每熔炼一次后将试样翻转)，最后得到成分均匀的Ta-2.5W合金坯料，合金成分测试结果如下：表2实施例2获得的合金坯锭各区域W含量实施例3以平均粒度为3μm-5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料，按Ta-10W合金成分分别进行钽粉和钨粉称量，将两种粉体混合放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与粉体质量比为1:4，高能球磨机转速为500r/min，转向调整时间8min，球磨时间为100min；利用全自动自动成型压机将混合均匀的粉体压制成坯块，采用双向压制，压制压力为450MPa；再将得到的坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎得到压坯颗粒，球磨工艺如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入的钽球质量与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钽钨合金坯料制备方法，其特征在于包括如下步骤：①粉体混合，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合，将混合粉体放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，得到混合粉；②压坯，将混合粉在成型压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块；③坯料破碎，将坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎，得到压坯颗粒，压坯颗粒尺寸为0.1mm～0.3mm；④电弧熔炼，将压坯颗粒放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料。

【技术特征摘要】
1.一种钽钨合金坯料制备方法，其特征在于包括如下步骤：①粉体混合，以平均粒度为3μm～5μm的钽粉和平均粒度为3μm的钨粉为原料并按所需比例进行称量后混合，将混合粉体放置于高能球磨机的球磨罐中混合均匀，得到混合粉；②压坯，将混合粉在成型压机上进行坯块压制，压制压力为300MPa～400MPa，得到坯块；③坯料破碎，将坯块放入高能球磨机的球磨罐中进行破碎，得到压坯颗粒，压坯颗粒尺寸为0.1mm～0.3mm；④电弧熔炼，将压坯颗粒放入电弧熔炼炉坩埚内关闭炉门，抽真空至炉膛内压力低于0.003Pa后停止抽真空，充入高纯氩气至0.05MPa后抽真空，以上抽真空步骤重复三次后进行熔炼得到钽钨合金坯料。2.根据权利要求1所述的钽钨合金坯料制备方法，其特征在于步骤①所述的球磨条件如下：球磨介质为自制直径6mm钽球，放入...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹敏明，张全孝，陈翔宇，刘晓彬，张将，袁书强，田开文，冯宏伟，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：浙江,33