利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法，包括制得掺杂型钼粉的步骤、制得掺杂型钨粉的步骤，以及利用82~87.5%掺杂型钼粉、11~15%掺杂型钨粉、1.5~3.0%的氧化钒制得钨钼合金的步骤。本发明专利技术制得的钨钼合金不仅具有优良的高温抗蠕变性、抗拉强度，还具有良好的低温强度，由于氧化镧和氧化镨经过塑性变形后，在较高温度下分散为细小的第二相粒子，并规则排列，起到强化作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法。
技术介绍
钨钼合金具有优异的耐液态锌的腐蚀作用，用以制造炼锌工业中的搅拌器，管道和容器内衬及其他部件。钨钼合金由于高温强度好，性能与钨相近而比重比钨小，所以可用作相应的高温条件下火箭、导弹中的高温构件、电子管的灯丝、零件以及其他高温材料。钼和金属的合金在武器制造，以及导弹火箭等尖端领域里有重要地位。此外，钨丝用于制作灯丝，高温电炉的发热元件。金属钼易加工成丝、带、片、棒等，在电子工业中有广泛应用。钼丝用作支撑电灯泡中加热丝的小钩，电子管的栅极等。钨钼合金粉常用来制备粉末冶金制品，但钨钼合金存在脆性大、加工性能差的缺点，需要掺杂合金元素对其进行强化，改善其性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法，包括以下步骤：步骤一、将按照Pr：Re：Mo=1：1：0.5的摩尔比，依次称取硝酸镨、硝酸铼和钼酸铵溶于柠檬酸溶液中，形成混合溶液，再加入硝酸调节混合溶液的pH至1.0~1.5，在85~100℃条件下水浴加热混合溶液，制得溶胶；将溶胶依次经过100~120℃加热0.5~0.8h、450~600℃加热2~4h，得到固体粉末，将固体粉末经还原处理后，再经过1450~1550℃焙烧10~20min，制得掺杂型钼粉，备用；步骤二、按照La：W=1：0.25的摩尔比，依次称取硝酸镧和氧化钨，将硝酸镧全部溶于水中，形成摩尔浓度为0.4mol/L的硝酸镧溶液，并利用喷雾法将硝酸镧溶液掺杂到氧化钨中，然后加入摩尔浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5，过滤并将滤出物在100~110℃下烘干，然后在750~900℃、氢气气氛下煅烧2~2.5h，制得掺杂型钨粉，备用；步骤三、按照质量百分比，分别取82~87.5%步骤一制得的掺杂型钼粉、11~15%步骤二制得的掺杂型钨粉以及1.5~3.0%的氧化钒，上述各组分重量百分比之和为100%，然后将掺杂型钼粉、掺杂型钨粉以及氧化钒将加入混料机中混合24h，并采用抽真空干燥容器中进行扩散8h，然后在200~300MPa下进行冷等静压成型10~30min，然后在2100~2900℃下烧结10~24h，并进行机加工，制得所需形状的钨钼合金。其中，步骤一中固体粉末的还原处理方法为：将固体粉末置于通入氢气的还原炉中，进行处理5~6h，得到含有二氧化钼的混合粉末，其中，氢气流速10~15m/s，氢气露点为-70~-60℃，并采用五温区还原制度，各温区的温度依次为：530℃、550℃、580℃、600℃和620℃；继续通入氢气，对含有二氧化钼的混合粉末进行处理5~8h，得到含有钼粉的混合粉末，其中，氢气流速20~35m/s，氢气露点为-75~-60℃，并采用五温区还原制度，各温区的温度依次为：750℃、800℃、850℃、900℃和950℃。其中，步骤三中的氧化钒的制备方法为：按照W：V=0.03：10的摩尔比，依次称取钨酸铵和偏钒酸铵，并将钨酸铵和偏钒酸铵全部溶于水中，形成溶液，然后加入一定量甲酸，调节溶液的pH至2.0~3.0后，将溶液置于反应釜中，在100~200℃下加热4~36h后，过滤并采用去离子水洗涤滤出物，干燥，制得氧化钒。制备的氧化钒中含有W6+，且W6+占据在晶格位置，达到热力学意义的稳定结构。钒增加了合金的热强性和对蠕变的抗力，能有效地固定合金中的碳和氮杂质，并形成高度弥散分布的碳化物和氮化物微粒，起到细晶强化和沉淀强化的作用。本专利技术的有益效果为：1、步骤一利用硝酸镨、硝酸铼和钼酸铵液液掺杂，最终制得纳米级的混料掺杂型钼粉。本专利技术中，在还原反应中，稀土镨和镧是以氧化物形式存在，为钼氧化物和钨氧化物的还挥发提供晶核，限制钼原子和钨原子的团聚，形成大量以稀土氧化物为晶核的细小颗粒；铼以单质形式存在，能够提高合金的再结晶温度和高温性能，且铼能够形成MoReO4化合物，防止O在晶界处偏聚；同时，铼能够降低钼中原子键的方向性，阻止钼由金属键向共价键转变，提高剪切磨料，解决了钼的低温脆性。2、本专利技术制得的钨钼合金不仅具有优良的高温抗蠕变性、抗拉强度，还具有良好的低温强度，由于氧化镧和氧化镨经过塑性变形后，在较高温度下分散为细小的第二相粒子，并规则排列，起到强化作用。3、本专利技术采用钼的氧化物形式掺杂，氧化钼的破裂改善了稀土相的分布的均匀性，但由于氧化镧在钼中的稳定性较差，加入的氧化镨可以降低氧化镧与钼的交互作用。4、本专利技术经掺杂处理，内部含有高温相和合金元素，阻止了氧对钼制品的继续侵蚀。而且，对氧具有很大亲和力的稀土元素通过氧化物晶界向氧化活性较高的表面迁移的趋势，在迁移运动的过程中，较大的稀土活性离子会聚集偏析在氧化物晶界处，封堵了氧化向钼深处扩散氧化的通道，改变了钼和钨的氧化机制，使钼和钨向外扩散氧化能力减弱，使用寿命可提高45%以上。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征以及达成的目的便于理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，但本专利技术所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。实施例1利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法，包括以下步骤：步骤一、将按照Pr：Re：Mo=1：1：0.5的摩尔比，依次称取硝酸镨、硝酸铼和钼酸铵溶于摩尔浓度为0.1mol/L的柠檬酸溶液中，形成混合溶液，再加入硝酸调节混合溶液的pH至1.0，在100℃条件下水浴加热混合溶液，制得溶胶；将溶胶依次经过120℃加热0.8h、600℃加热2h，得到固体粉末，将固体粉末经还原处理后，再经过1450℃焙烧20min，制得掺杂型钼粉，备用；其自身，固体粉末的还原处理方法为：将固体粉末置于通入氢气的还原炉中，进行处理6h，得到含有二氧化钼的混合粉末，其中，氢气流速15m/s，氢气露点为-70℃，并采用五温区还原制度，各温区的温度依次为：530℃、550℃、580℃、600℃和620℃；继续通入氢气，对含有二氧化钼的混合粉末进行处理8h，得到含有钼粉的混合粉末，其中，氢气流速35m/s，氢气露点为-75℃，并采用五温区还原制度，各温区的温度依次为：750℃、800℃、850℃、900℃和950℃。步骤二、按照La：W=1：0.25的摩尔比，依次称取硝酸镧和氧化钨，将硝酸镧全部溶于水中，形成摩尔浓度为0.4mol/L的硝酸镧溶液，并利用喷雾法将硝酸镧溶液掺杂到氧化钨中，然后加入摩尔浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，过滤并将滤出物在110℃下烘干，然后在880℃、氢气气氛下煅烧2.1h，制得掺杂型钨粉，备用；步骤三、按照质量百分比，分别取87.5%步骤一制得的掺杂型钼粉、11%步骤二制得的掺杂型钨粉以及1.5%的氧化钒，然后将掺杂型钼粉、掺杂型钨粉以及氧化钒将加入混料机中混合24h，并采用抽真空干燥容器中进行扩散8h，真空度其10-1乇，转速为100r/min，然后在220MPa下进行冷等静压成型20min，然后在2150℃下烧结22h，并进行机加工，制得所需形状的钨钼合金。本专利技术的钨的化合物为钨酸铵、蓝钨、二氧化钨，优选为蓝钨，活性较大，进行氢气还原后，形成含本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将按照Pr：Re：Mo=1：1：0.5的摩尔比，依次称取硝酸镨、硝酸铼和钼酸铵溶于柠檬酸溶液中，形成混合溶液，再加入硝酸调节混合溶液的pH至1.0~1.5，在85~100℃条件下水浴加热混合溶液，制得溶胶；将溶胶依次经过100~120℃加热0.5~0.8h、450~600℃加热2~4h，得到固体粉末，将固体粉末经还原处理后，再经过1450~1550℃焙烧10~20min，制得掺杂型钼粉，备用；步骤二、按照La：W=1：0.25的摩尔比，依次称取硝酸镧和氧化钨，将硝酸镧全部溶于水中，形成摩尔浓度为0.4mol/L的硝酸镧溶液，并利用喷雾法将硝酸镧溶液掺杂到氧化钨中，然后加入摩尔浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5，过滤并将滤出物在100~110℃下烘干，然后在750~900℃、氢气气氛下煅烧2~2.5h，制得掺杂型钨粉，备用；步骤三、按照质量百分比，分别取82~87.5%步骤一制得的掺杂型钼粉、11~15%步骤二制得的掺杂型钨粉以及1.5~3.0%的氧化钒，上述各组分重量百分比之和为100%，然后将掺杂型钼粉、掺杂型钨粉以及氧化钒将加入混料机中混合24h，并采用抽真空干燥容器中进行扩散8h，然后在200~300MPa下进行冷等静压成型10~30min，然后在2100~2900℃下烧结10~24h，并进行机加工，制得所需形状的钨钼合金。...
【技术特征摘要】
1.利用有益元素掺杂制备钨钼合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将按照Pr：Re：Mo=1：1：0.5的摩尔比，依次称取硝酸镨、硝酸铼和钼酸铵溶于柠檬酸溶液中，形成混合溶液，再加入硝酸调节混合溶液的pH至1.0~1.5，在85~100℃条件下水浴加热混合溶液，制得溶胶；将溶胶依次经过100~120℃加热0.5~0.8h、450~600℃加热2~4h，得到固体粉末，将固体粉末经还原处理后，再经过1450~1550℃焙烧10~20min，制得掺杂型钼粉，备用；步骤二、按照La：W=1：0.25的摩尔比，依次称取硝酸镧和氧化钨，将硝酸镧全部溶于水中，形成摩尔浓度为0.4mol/L的硝酸镧溶液，并利用喷雾法将硝酸镧溶液掺杂到氧化钨中，然后加入摩尔浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至9.0~9.5，过滤并将滤出物在100~110℃下烘干，然后在750~900℃、氢气气氛下煅烧2~2.5h，制得掺杂型钨粉，备用；步骤三、按照质量百分比，分别取82~87.5%步骤一制得的掺杂型钼粉、11~15%步骤二制得的掺杂型钨粉以及1.5~3.0%的氧化钒，上述各组分重量百分比之和为100%，然后将掺杂型钼粉、掺杂型钨粉以及氧化钒将加入混料机中混合24h，并采用抽真空干燥容器中进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：张灵杰，
申请(专利权)人：洛阳科威钨钼有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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