一种稀土钨合金及其制备方法技术

技术编号:15629718 阅读:156 留言:0更新日期:2017-06-14 13:48
本发明专利技术提供一种稀土钨合金及其制备方法。本发明专利技术将稀土氧化物原料分散于乙醇中,与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,经压制和烧结后得到稀土钨合金;得到的稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%。实验结果表明,本发明专利技术提供的稀土钨合金的制备方法简单,制备得到的稀土钨合金组织致密,起弧性能和稳定性好,使用寿命长,烧损率可低至16mg/h。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土钨合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
,特别涉及一种稀土钨合金及其制备方法。
技术介绍
钨极氩弧焊几乎适合于所有金属材料的焊接,特别是有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属等,由于钨电极材料具有较好的高温强度,在焊接电弧燃烧过程中,作为电极的钨棒或钨合金棒基本上不产生熔化和变形。在惰性气体的保护下,电弧区的热扩散也较小,能维持较为稳定的电弧形状和电弧长度,焊接过程十分稳定;同时焊接区的金属基本与空气隔离,从而可以保证高质量的焊缝。钍钨电极具有起弧容易、耐用电流大、使用寿命长等优点,是当前钨极惰性气体保护焊中的主要电极材料。但钍钨电极中的钍是一种天然放射性元素,其α射线的半衰期极长,因此,钍钨电极材料在长期生产和使用过程中给人体和环境造成累积性的放射性危害。尽管钍具有累积性的放射性危害,但由于至今没有综合性能更优异的工业电极产品可完全取代钍钨电极,目前,国内钨钍电极的市场份额仍占70%以上,其余份额主要是铈钨电极等单元稀土钨电极。单元稀土钨电极在不同方面体现出各自的特长,如镧钨电极具有优良的起弧性能,钇钨电极在大功率使用条件下稳定性好,铈钨电极的加工性能好,成本低,但是这些单元稀土钨电极的其他使用性能完全不能跟钨钍电极相媲美。目前,越来越多的学者开始将研究重点转向多元复合稀土钨电极材料,并研究了多种不同配比的复合稀土钨电极的使用性能。但是现有技术中的多元复合稀土钨电极材料都是以稀土的硝酸盐溶液与蓝色氧化钨为原料,经还原、压制和多次烧结后制备,制备工艺复杂,且致密度低,不能充分发挥稀土元素的作用,得到焊接性能优异的稀土钨电极。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稀土钨合金的制备方法。本专利技术提供的制备方法简单,制备得到的稀土钨合金组织致密,焊接性能优异。本专利技术提供了一种稀土钨合金的制备方法,所述稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%;所述稀土钨合金的制备包括以下步骤:(1)将稀土氧化物原料分散于乙醇中,得到稀土氧化物分散液;(2)将所述步骤(1)得到的稀土氧化物分散液与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,得到混合物料;(3)将所述步骤(2)得到的混合物料进行压制,得到坯料;(4)将所述步骤(3)得到的坯料烧结,得到稀土钨合金。优选的,所述步骤(1)中稀土氧化物原料的粒径为0.5~1μm。优选的,所述步骤(1)的分散液中稀土氧化物与乙醇的质量比为1:3~8。优选的,所述步骤(1)中的分散为超声分散。优选的,所述步骤(2)中粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉的质量比为15~20:1。优选的,所述步骤(3)中的压制为冷等静压。优选的,所述步骤(4)中烧结的温度为1800~2100℃,烧结的时间为4~10h。优选的,所述步骤(4)中烧结为真空烧结。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的稀土钨合金,微观组织为:稀土氧化物分布于钨晶界处。优选的,所述稀土氧化物的粒径为0.5~1μm。本专利技术提供了一种稀土钨合金的制备方法,将稀土氧化物分散于乙醇中,与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,经压制和一次烧结后得到稀土钨合金;得到的稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%。实验结果表明,本专利技术提供的稀土钨合金的制备方法简单,制备得到的稀土钨合金组织致密,致密度可达18.0g/cm3起弧性能和稳定性好,使用寿命长,烧损率可低至16mg/h。附图说明图1为实施例1中制备的稀土钨合金的显微组织图。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土钨合金的制备方法,所述稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%;所述稀土钨合金的制备包括以下步骤:(1)将稀土氧化物原料分散于乙醇中,得到稀土氧化物分散液;(2)将所述步骤(1)得到的稀土氧化物分散液与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,得到混合物料;(3)将所述步骤(2)得到的混合物料进行压制,得到坯料;(4)将所述步骤(3)得到的坯料烧结,得到稀土钨合金。在本专利技术中,所述稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨,优选为2~2.5%的稀土氧化物和余量的钨。在本专利技术中,所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%,优选为0.5~1.1%,更优选为0.8~1%。本专利技术将稀土氧化物原料分散于乙醇中,得到稀土氧化物分散液。在本专利技术中,所述稀土氧化物原料的粒径优选为0.5~1μm,更优选为0.6~0.9μm,最优选为0.7~0.8μm。在本专利技术中,所述分散液中的稀土氧化物原料与乙醇的质量比优选为1:3~8,更优选为1:5~7。在本专利技术中所述分散优选为超声分散。在本专利技术中,所述超声分散的功率密度优选为20~40W/L,更优选为25~35W/L;所述超声分散的时间优选为1~10min,更优选为3~8min。在本专利技术中,所述分散使稀土氧化物能够均匀分布。优选的,所述超声分散使稀土氧化物以一次颗粒的形式均匀分散,最终使得其在稀土钨合金中均匀分布。得到稀土氧化物分散液后,本专利技术将所述稀土氧化物分散液与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,得到混合物料。在本专利技术中,所述粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉的质量比优选为15~20:1,更优选为16~19:1,最优选为17~18:1。在本专利技术中,所述不同粒度的两种钨粉配合使用,能够有效提高稀土钨合金的致密度。在本专利技术中,所述分散液与钨粉的混合优选在搅拌条件下进行;所述搅拌的转速优选为100~200r/min,更优选为140~170r/min;所述搅拌的时间优选为10~30min,更优选为15~25min。在本专利技术中,所述分散液与钨粉的混合优选在真空条件下进行;所述真空条件的真空度优选为0.1Pa以下,更优选为0.02~0.08Pa。本专利技术对所述分散液与钨粉的混合的装置没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的混料设备即可。在本专利技术中,所述分散液与钨粉的混合的装置优选为真空混料机。混合完成后,本专利技术优选将所述混合的产物进行干燥,得到混合物料。在本专利技术中,所述干燥优选为真空干燥。在本专利技术中,所述真空干燥的真空度优选为0.1Pa以下,更优选为0.02~0.08Pa;所述真空干燥的温度优选为60~80℃,更优选为65~75℃;所述真空干燥的时间优选为1~4h,更优选为2~3h。得到混合物料后,本专利技术将所述混合物料进行压制,得到坯料。在本专利技术中,所述压制优选为冷等静压。在本专利技术中,所述压制的装置优选为冷等静压机。在本专利技术中,所述压制的压力优选为150~300MPa,更优选为180~260MPa,最优选为200~220MPa;所述压力下的保压时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。本文档来自技高网
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一种稀土钨合金及其制备方法

【技术保护点】
一种稀土钨合金的制备方法,其特征在于,所述稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%;所述稀土钨合金的制备包括以下步骤:(1)将稀土氧化物原料分散于乙醇中,得到稀土氧化物分散液;(2)将所述步骤(1)得到的稀土氧化物分散液与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,得到混合物料;(3)将所述步骤(2)得到的混合物料进行压制,得到坯料;(4)将所述步骤(3)得到的坯料烧结,得到稀土钨合金。

【技术特征摘要】
1.一种稀土钨合金的制备方法,其特征在于,所述稀土钨合金包括质量含量为1.5~3%的稀土氧化物和余量的钨;所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇;所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3~1.5%;所述稀土钨合金的制备包括以下步骤:(1)将稀土氧化物原料分散于乙醇中,得到稀土氧化物分散液;(2)将所述步骤(1)得到的稀土氧化物分散液与粒度为4~6μm的钨粉和粒度为1~3μm的钨粉混合,得到混合物料;(3)将所述步骤(2)得到的混合物料进行压制,得到坯料;(4)将所述步骤(3)得到的坯料烧结,得到稀土钨合金。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中稀土氧化物原料的粒径为0.5~1μm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)的分散液中稀土氧化物与乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁德林周健文小强郭春平王玉香周新华普建
申请(专利权)人:赣州有色冶金研究所
类型:发明
国别省市:江西,36

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