一种抗磨削的钼合金材料及其制备方法转让专利

申请号 : CN201610329101.2

文献号 : CN105821272B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 赵虎

申请人 : 金堆城钼业股份有限公司

摘要 :

本发明提供了一种抗磨削的钼合金材料,包含一定重量份的Mo、Al2O3、Cr、Y2O3、Ti、Ni、Nb、Zr、C、Mn和B。本发明还提供了该钼合金材料的制备方法,包括以下步骤:一、制备四钼酸铵;二、制备Al2O3/Mo混合粉末;步骤三、将Al2O3/Mo混合粉末与其他组成成分以及过程控制剂球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;四、冷等静压成型,得到坯料;五、在氢气气氛下烧结,得到钼合金材料。本发明通过多元素掺杂和颗粒强化,使Al2O3颗粒及其它合金元素均匀分布在钼基复合材料中,降低了钼合金脆性,使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。

权利要求 :

1.一种抗磨削的钼合金材料,其特征在于,由以下重量份的成分组成:Mo 70~72份,Al2O3 9~11份,Cr 6~8份,Y2O3 5~8份,Ti 3~5份,Ni 3~4份,Nb 2~4份,Zr 1~3份,C 

1~2份,Mn 1~2份,B 0.1~0.15份;

所述抗磨削的钼合金材料的制备方法包括以下步骤:

步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后依次经过真空抽滤、水洗和干燥处理,得到四钼酸铵;

步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至1.5~2.0,静置后得到溶胶,然后将溶胶干燥并粉碎后,在温度为560℃~570℃的条件下煅烧30min~60min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为

650℃~750℃的条件下还原8h~10h,得到Al2O3/Mo混合粉末;

步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液;

步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以15MPa/min~20MPa/min的加压速率加压至140MPa~150MPa后保压5min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以25MPa/min~30MPa/min的加压速率加压至280MPa~300MPa后保压1min~2min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以10MPa/min~15MPa/min的降压速率降至常压;

步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1920℃~1950℃的条件下烧结

19h~20h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。

2.根据权利要求1所述的一种抗磨削的钼合金材料,其特征在于,由以下重量份的成分组成:Mo 71份,Al2O3 10份,Cr 7份,Y2O3 6份,Ti 4份,Ni 3.5份,Nb 3份,Zr 2份,C 1.5份,Mn 1.5份,B 0.12份。

3.一种制备如权利要求1或2所述抗磨削的钼合金材料的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后依次经过真空抽滤、水洗和干燥处理,得到四钼酸铵;

步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至1.5~2.0,静置后得到溶胶,然后将溶胶干燥并粉碎后,在温度为560℃~570℃的条件下煅烧30min~60min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为

650℃~750℃的条件下还原8h~10h,得到Al2O3/Mo混合粉末;

步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液;

步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以15MPa/min~20MPa/min的加压速率加压至140MPa~150MPa后保压5min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以25MPa/min~30MPa/min的加压速率加压至280MPa~300MPa后保压1min~2min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以10MPa/min~15MPa/min的降压速率降至常压;

步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1920℃~1950℃的条件下烧结

19h~20h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤一中所述干燥的温度为100℃~110

3 3

℃,所述干燥的时间为使固体物质的含水量降至0.5g/cm~0.8g/cm。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μm~10μm,Al2O3粉的平均粒径为350nm~450nm;步骤三中所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为15μm~18μm。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中所述球磨的时间为4h~6h,球磨的速率为280r/min~320r/min,球料质量比为(5~7)∶1,所述球磨在氮气或惰性气体的保护下进行。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中所述过程控制剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的2%~3%。

8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2∶1混合均匀而成。

9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中所述干燥的温度为50℃~60℃,所述干燥的时间为5h~7h。

10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤四中所述部分混合粉末占混合粉末总量的40%~50%。

说明书 :

一种抗磨削的钼合金材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于稀贵金属材料加工技术领域,具体涉及一种抗磨削的钼合金材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 金属基复合材料(MMCs)是以金属或合金为基体,以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。MMCs已问世40多年,其具有高的比强度、比模量、耐磨损、耐高温等优良的物理性能和力学性能,使其成为各国高新技术研究开发的重要领域。
[0003] 钼是一种金属元素,具有熔点高,热膨胀系数低等一系列优点,然而钼及钼合金具有低温脆性、再结晶脆性以及高温抗氧化能力差的缺点,限制了钼及其合金在结构材料方面的使用。
[0004] 氧化铝具有高熔点、高硬度和优良的化学稳定性,被广泛应用于制作各种耐火砖、耐火坩埚、耐高温试验仪器以及研磨剂、阻燃剂、填充料等;但是其韧性差,不能经受较大的机械冲击等缺点也限制了其应用范围。
[0005] 利用Mo和Al2O3各自的优点,可以制成综合性能优于纯Mo和纯Al2O3的复合材料,目前针对这种复合材料的研究已经有所报道,但研究还不充分。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种抗磨削的钼合金材料。该材料中通过多元素掺杂和颗粒强化,使Al2O3颗粒均匀分布在钼基复合材料中,降低了钼合金脆性,使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种抗磨削的钼合金材料,其特征在于,包含以下重量份的成分:Mo 70~72份,Al2O3 9~11份,Cr 6~8份,Y2O3 5~8份,Ti 3~5份,Ni 3~4份,Nb 2~4份,Zr 1~3份,C 1~2份,Mn 1~2份,B 0.1~0.15份。
[0008] 上述的一种抗磨削的钼合金材料,其特征在于,包含以下重量份的成分:Mo 71份,Al2O3 10份,Cr 7份,Y2O3 6份,Ti 4份,Ni 3.5份,Nb 3份,Zr 2份,C 1.5份,Mn 1.5份,B 0.12份。
[0009] 另外,本发明还提供了一种制备上述抗磨削的钼合金材料的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0010] 步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后依次经过真空抽滤、水洗和干燥处理,得到四钼酸铵;
[0011] 步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至1.5~2.0,静置后得到溶胶,然后将溶胶干燥并粉碎后,在温度为560℃~570℃的条件下煅烧30min~60min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为650℃~750℃的条件下还原8h~10h,得到Al2O3/Mo混合粉末;
[0012] 步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液;
[0013] 步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以15MPa/min~20MPa/min的加压速率加压至140MPa~150MPa后保压5min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,然后以25MPa/min~30MPa/min的加压速率加压至280MPa~
300MPa后保压1min~2min,之后以15MPa/min~20MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以10MPa/min~15MPa/min的降压速率降至常压;
[0014] 步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1920℃~1950℃的条件下烧结19h~20h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。
[0015] 上述的方法,其特征在于,步骤一中所述干燥的温度为100℃~110℃,所述干燥的3 3
时间为使固体物质的含水量降至0.5g/cm~0.8g/cm。
[0016] 上述的方法,其特征在于,步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μm~10μm,Al2O3粉的平均粒径为350nm~450nm;步骤三中所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为15μm~18μm。
[0017] 上述的方法,其特征在于,步骤三中所述球磨的时间为4h~6h,球磨的速率为280r/min~320r/min,球料质量比为(5~7)∶1,所述球磨在氮气或惰性气体的保护下进行。
[0018] 上述的方法,其特征在于,步骤三中所述过程控制剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的2%~3%。
[0019] 上述的方法,其特征在于,步骤三中所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2∶1混合均匀而成。
[0020] 上述的方法,其特征在于,步骤三中所述干燥的温度为50℃~60℃,所述干燥的时间为5h~7h。
[0021] 上述的方法,其特征在于,步骤四中所述部分混合粉末占混合粉末总量的40%~50%。
[0022] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0023] 1、本发明抗磨削的钼合金材料硬度高,大于500Hv;抗磨削性能好,韧性好,使用安全可靠使用寿命比普通钼合金材料可提高2~3倍;
[0024] 2、本发明抗磨削的钼合金材料,其晶粒都非常细小,密度和显微硬度显著增加,能够达到提高钼合金高温耐磨性能的目的;
[0025] 3、本发明通过多元素掺杂和颗粒强化,使Al2O3颗粒均匀分布在钼基复合材料中,发挥各元素的相应功能,降低了钼合金脆性,使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。
[0026] 4、本发明所述的制备方法有效降低了钼酸铵中杂质含量,使四钼酸铵纯度大幅度提高,且制备的产品质量稳定,整个方法过程工艺简单、易于控制、增强颗粒细小、分布比较均匀,具有十分广阔的应用前景。
[0027] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

[0028] 实施例1
[0029] 本实施例抗磨削的钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo 70份,Al2O3 11份,Cr 6份,Y2O3 8份,Ti 3份,Ni 4份,Nb 2份,Zr 3份,C 1份,Mn 2份,B 0.1份。
[0030] 本实施例抗磨削的钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0031] 步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤,用纯水冲洗3次以上后,置于干燥箱中于100℃干燥至固体物质的含水量降至0.8g/cm3,得到四钼酸铵;
[0032] 步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至1.5,静置后得到溶胶,然后将溶胶在温度为90℃的条件下加热蒸发后又于125℃真空干燥形成干态凝胶,接着将干态凝胶粉碎后,在温度为570℃的条件下煅烧30min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为650℃的条件下还原10h,得到Al2O3/Mo混合粉末;所述Al2O3/Mo混合粉末中Mo粉的平均粒径为5μm,Al2O3粉的平均粒径为450nm;
[0033] 步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液,所述过程控制剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的2%;所述球磨的时间为5h,球料质量比为5∶1,球磨速率为320r/min,所述球磨在氮气保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合配制而成;所述干燥的温度为60℃,干燥的时间为5h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为15μm;
[0034] 步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以20MPa/min的加压速率加压至140MPa后保压5min,之后以20MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以25MPa/min的加压速率加压至300MPa后保压1min,之后以20MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以10MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的50%;
[0035] 步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1950℃的条件下烧结19h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。
[0036] 对本实施例所制钼合金材料进行以下检测:
[0037] 1、微观检测:
[0038] 将本实施例所制钼合金材料依次经过磨平、抛光和腐蚀剂腐蚀后,制成金相观察试样,其中腐蚀剂由硝酸、硫酸和去离子水按体积比HNO3∶H2SO4∶H2O=1∶1∶4混合配制而成。将所述金相试样在扫描电镜下观察可知:纯钼烧结体,平均晶粒尺寸约30μm,晶界很窄;而本实施例所制钼合金材料只可见黑色氧化铝颗粒,没有出现基体的晶粒,即基体的晶界没有被腐蚀出来。
[0039] 2、维氏硬度检测:
[0040] 将本实施例所制钼合金材料的维氏硬度相对于纯钼基体而言,硬度有了较大的提高,从纯钼的230Hv提高至517Hv。
[0041] 3、在不同溶液中的腐蚀性能检测:
[0042] 将本实施例所制钼合金材料与基体钼在NaCl溶液中的极化曲线有较大的差异,基体钼的电位更正,因而更耐腐蚀;本实施例所制钼合金材料与基体钼在NaOH溶液中的极化曲线极为相似,从而得出在NaOH溶液中增强相的加入没有明显改变金属钼的极化行为。将本实施例所制钼合金材料相对于碱而言更加耐盐溶液的腐蚀,其在碱液以及盐溶液中的腐蚀敏感性能相差不多。
[0043] 通过以上检测可知,本实施例所制钼合金材料的硬度高,达到517Hv;抗磨削性能好,韧性好,使用安全可靠,使用寿命比普通钼合金材料可提高2~3倍;钼合金晶粒非常细小,密度和显微硬度显著增加,从而达到提高钼合金高温耐磨性能的目的。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例抗磨削的钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo 72份,Al2O3 9份,Cr 8份,Y2O3 5份,Ti 5份,Ni 3份,Nb 4份,Zr 1份,C 2份,Mn 1份,B 0.15份。
[0046] 本实施例抗磨削的钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0047] 步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤,用纯水冲洗3次以上后,置于干燥箱中于110℃干燥至固体物质的含水量降至0.5g/cm3,得到四钼酸铵;
[0048] 步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至2.0,静置后得到溶胶,然后将溶胶在温度为90℃的条件下加热蒸发后又于125℃真空干燥形成干态凝胶,接着将干态凝胶粉碎后,在温度为560℃的条件下煅烧60min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为750℃的条件下还原8h,得到Al2O3/Mo混合粉末;所述Al2O3/Mo混合粉末中Mo粉的平均粒径为10μm,Al2O3粉的平均粒径为350nm;
[0049] 步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液,所述过程控制剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的3%;所述球磨的时间为6h,球料质量比为7∶1,球磨速率为280r/min,所述球磨在氩气保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2:1混合配制而成;所述干燥的温度为50℃,干燥的时间为7h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为18μm;
[0050] 步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以15MPa/min的加压速率加压至150MPa后保压5min,之后以15MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以30MPa/min的加压速率加压至280MPa后保压1.5min,之后以15MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以15MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的40%;
[0051] 步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1920℃的条件下烧结20h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。
[0052] 对本实施例所制钼合金材料依次进行微观检测、维氏硬度检测以及在不同溶液中的腐蚀性能检测。通过以上检测可知,本实施例所制钼合金材料的硬度高,达到503Hv;抗磨削性能好,韧性好,使用安全可靠,使用寿命比普通钼合金材料可提高2~3倍;钼合金晶粒非常细小,密度和显微硬度显著增加,从而达到提高钼合金高温耐磨性能的目的。
[0053] 实施例3
[0054] 本实施例抗磨削的钼合金材料包括以下重量份的成分:Mo 71份,Al2O3 10份,Cr 7份,Y2O3 6份,Ti 4份,Ni 3.5份,Nb 3份,Zr 2份,C 1.5份,Mn 1.5份,B 0.12份。
[0055] 本实施例抗磨削的钼合金材料的制备方法包括以下步骤:
[0056] 步骤一、按照需制备钼合金材料的成分要求配制钼酸铵溶液,然后采用硝酸对钼酸铵溶液进行酸沉结晶,之后将含结晶体的固液混合物置于真空抽滤槽中进行真空抽滤,用纯水冲洗3次以上后,置于干燥箱中于105℃干燥至固体物质的含水量降至0.7g/cm3,得到四钼酸铵;
[0057] 步骤二、按照需制备钼合金材料的成分要求配制硝酸铝溶液,再将步骤一中所述四钼酸铵加入到硝酸铝溶液中混合均匀,并采用柠檬酸将混合液的pH值调至1.8,静置后得到溶胶,然后将溶胶在温度为90℃的条件下加热蒸发后又于125℃真空干燥形成干态凝胶,接着将干态凝胶粉碎后,在温度为565℃的条件下煅烧45min,得到Al2O3/钼氧化物混合粉末,之后将所述Al2O3/钼氧化物混合粉末在氢气气氛,温度为700℃的条件下还原9h,得到Al2O3/Mo混合粉末;所述Al2O3/Mo混合粉末中Mo粉的平均粒径为8μm,Al2O3粉的平均粒径为400nm;
[0058] 步骤三、按照需制备钼合金材料的成分要求称取铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉,然后将称取的各种粉末与步骤二中所述Al2O3/Mo混合粉末以及过程控制剂加入行星式球磨机中球磨混合均匀,干燥后得到混合粉末;所述过程控制剂为硬脂酸的乙醇溶液,所述过程控制剂的加入量为Al2O3/Mo混合粉末质量的2.5%;所述球磨的时间为4h,球料质量比为6∶1,球磨速率为300r/min,所述球磨在氩气保护下进行;所述硬脂酸的乙醇溶液由硬脂酸和无水乙醇按体积比2∶1混合配制而成;所述干燥的温度为55℃,干燥的时间为6h;所述铬粉、Y2O3粉、钛粉、镍粉、铌粉、锆粉、碳粉、锰粉和硼粉的平均粒径均为17μm;
[0059] 步骤四、对步骤三中所述混合粉末进行冷等静压成型,得到坯料;所述冷等静压成型的具体过程为:首先,将部分混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以18MPa/min的加压速率加压至145MPa后保压5min,之后以18MPa/min的降压速率降至常压;接着,将剩余混合粉末加入胶套中振动夯实,抽除胶套内空气后密封胶套,将装好粉体的胶套装入铁笼,浸入液压液体中;然后以27MPa/min的加压速率加压至290MPa后保压2min,之后以18MPa/min的降压速率降压至100MPa,最后以12MPa/min的降压速率降至常压;所述部分混合粉末占混合粉末总量的45%;
[0060] 步骤五、在氢气气氛下,将步骤四中所述坯料在温度为1930℃的条件下烧结19.5h,随炉冷却后得到抗磨削的钼合金材料。
[0061] 对本实施例所制钼合金材料依次进行微观检测、维氏硬度检测以及在不同溶液中的腐蚀性能检测。通过以上测试可知,本实施例所制钼合金材料的硬度高,达到511Hv;抗磨削性能好,韧性好,使用安全可靠,使用寿命比普通钼合金材料可提高2~3倍;钼合金晶粒非常细小,密度和显微硬度显著增加,从而达到提高钼合金高温耐磨性能的目的。
[0062] 上述实施例中酸沉结晶制备四钼酸铵可采用现有工艺,也可采用如下优选工艺:配制比重为1.14g/cm3~1.16g/cm3的钼酸铵溶液,过滤后打入酸沉结晶釜中,搅拌并通入硝酸,当溶液pH值达到4时,停止加酸;之后检测结晶釜内溶液温度并保持温度为50℃±5℃,继续缓慢加酸;当PH值达到2~2.5时,停止加酸;开启结晶釜阀门,使料液流入过滤器内;当物料抽干后,进行淋洗及脱水;之后将离心机内的物料盛装到塑料袋内,并将塑料袋口扎紧;将装有物料的塑料袋转移至烘干室内,启动蒸汽阀升温,当温度升到70±5℃时停止升温,保持该温度6h~7h;烘干时间达到后,将物料移到不锈钢料盘中,在70±5℃的条件下继续烘干2h~4h后,即结晶完成。所述钼酸铵溶液采用电驱动膜分离器进行过滤除杂。
[0063] 上述实施例中造孔剂的锌粉可采用现有的锌粉产品,也可采用如下优选工艺制得:以天然气作为加热源,对熔锌炉进行预热,使炉温升高;投入锌锭,继续对熔锌炉进行加热,当炉温升高至520~580℃时,锌锭熔化成锌水;将锌水导入反射炉或精炼锅中,以天然气为加热源,控制熔池温度470℃~480℃,静置30h,以达到熔体分层,上层即为熔体精炼锌;去除熔池表面的浮渣;将分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存,温度控制在590℃~610℃;将熔体精炼锌导入铅塔内,控制温度为900℃~1000℃使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离;从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体,并将其导入镉塔内,控制镉塔燃烧室温度850℃~900℃,使镉杂质与锌分离,将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中,锌粉冷凝器由水循环来降温;锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90℃~110℃,锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存;将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机,最后得到成品高纯锌粉,再从分级机底部通过输送管道送入成品料仓,所述输送管道内通入CO2气体,并保持正压。
[0064] 综上所述,本发明通过多元素掺杂和颗粒强化,使Al2O3颗粒均匀分布在钼基复合材料中,发挥各元素的相应功能,降低了钼合金脆性,使钼基复合材料得到更高的耐磨削性能、更高的再结晶温度和优良的综合性能。此外,本发明所述的制备方法有效降低了钼酸铵中杂质含量,使四钼酸铵纯度大幅度提高,且制备的产品质量稳定,整个方法过程工艺简单、易于控制、增强颗粒细小、分布比较均匀,具有十分广阔的应用前景。
[0065] 以上所述实施例,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。