一种耐高温合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温合金及其制备方法，属于合金材料制造技术领域，所述耐高温合金主要由如下重量份的原料制成：镍粉12‑20份、铝粉10‑18份、铁粉0.5‑1.5份、铬粉5‑15份、铌粉5‑10份、铈粉3‑8份、钨粉1‑4份、钼粉1‑3份、镁粉0.15‑0.25份、坦粉0.5‑1.8份、碳粉0.01‑0.1份、硼粉0.001‑0.008份、二盐基亚磷酸铅1.5‑3.5份、表面活性剂0.4‑0.9份、粘结剂0.2‑0.7份、助熔剂0.3‑1.2份和抗氧化剂0.2‑0.5份。本发明专利技术的耐高温合金生产工艺简单，所制得的合金具有耐高温、耐磨损和抗拉性能强等特点。

High temperature resistant alloy and preparation method thereof

The invention discloses a high temperature resistant alloy and a preparation method thereof, and belongs to the field of alloy material manufacturing technology, the high temperature alloy is mainly composed of the following raw materials in weight portion: 12 nickel powder 20, aluminum 10 18 copies, 1.5 copies, 0.5 iron chromium powder 15, 5 niobium powder 5 10 copies, 8 copies, 3 powder cerium tungsten powder 1 4 copies, 3 copies of 1 molybdenum powder and magnesium powder for 0.15 0.25 copies, 1.8 copies, 0.5 Tan powder toner 0.01 0.1 copies, 0.008 copies, 0.001 boron powder two lead phosphite 1.5 3.5, surfactant 0.4 0.9 copies, 0.7 copies, 0.2 binder flux 0.3 1.2 copies and 0.5 copies of 0.2 antioxidants. The invention has the advantages of simple production process, high temperature resistance, wear resistance, high tensile strength and the like.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金材料制造
，具体涉及一种耐高温合金及其制备方法。
技术介绍
合金，是两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过溶合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可以分为二元合金、三元合金和多合金。合金材料的熔点越高，其可使用的温度限度越高，这是因为随着温度的升高，合金材料的机械性能显著下降。而耐高温合金是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。由于耐高温合金具有广泛的用途，对其性能也提出了更高的要求。目前市场上的耐高温合金性质地粗糙，在高温环境下合金的抗氧化性以及抗拉性能不稳定，因此，迫切地需要一种新的技术方案解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术克服了上述技术问题的缺点，提供了一种耐高温合金及其制备方法，制得的合金性能优异并且稳定。本专利技术通过以下技术方案实现本专利技术的目的：一种耐高温合金，主要由如下重量份的原料制成：镍粉12-20份、铝粉10-18份、铁粉0.5-1.5份、铬粉5-15份、铌粉5-10份、铈粉3-8份、钨粉1-4份、钼粉1-3份、镁粉0.15-0.25份、坦粉0.5-1.8份、碳粉0.01-0.1份、硼粉0.001-0.008份、二盐基亚磷酸铅1.5-3.5份、表面活性剂0.4-0.9份、粘结剂0.2-0.7份、助熔剂0.3-1.2份和抗氧化剂0.2-0.5份。进一步的，所述耐高温合金主要由如下重量份的原料制成：镍粉13-18份、铝粉12-16份、铁粉0.7-1.2份、铬粉7-12份、铌粉6-9份、铈粉4-7份、钨粉1.5-3.5份、钼粉1.5-2.5份、镁粉0.16-0.23份、坦粉0.6-1.5份、碳粉0.03-0.07份、硼粉0.002-0.007份、二盐基亚磷酸铅2-3份、表面活性剂0.5-0.8份、粘结剂0.3-0.6份、助熔剂0.4-1.1份和抗氧化剂0.3-0.4份。进一步的，所述耐高温合金主要由如下重量份的原料制成：镍粉15份、铝粉14份、铁粉0.8份、铬粉10份、铌粉8份、铈粉5份、钨粉3份、钼粉2份、镁粉0.2份、坦粉1.2份、碳粉0.05份、硼粉0.006份、二盐基亚磷酸铅2.5份、表面活性剂0.6份、粘结剂0.5份、助熔剂0.8份和抗氧化剂0.35份。进一步的，所述表面活性剂为芥酸酰胺、石蜡、油酸、壬基酚聚氧乙烯醚或甲基丙烯酸十八酯中的一种或两种以上。进一步的，所述粘结剂为聚乙烯醇缩醛或聚碳酸醋。进一步的，所述助熔剂为氧化钙、二氧化硅或溴化锂中的一种或两种以上。进一步的，所述抗氧化剂为磷酸和二甲基酮肟以重量份比例1:3混合而成。本专利技术还提供一种制备耐高温合金的方法，该方法包括如下步骤：(1)按上述重量份称取各原料；(2)将所述镍粉、铝粉、铁粉、铬粉、铌粉、铈粉、钨粉、钼粉、镁粉、坦粉、碳粉和硼粉依次放入搅拌球磨机中进行搅拌研磨，所述球磨机的搅拌速度为450-500rpm，搅拌30-45min后得到混合料，将所述混合料进行真空中频感应熔炼、浇注铸锭、碾碎成纳米合金粉；(3)将步骤(2)获得的纳米合金粉与所述二盐基亚磷酸铅、表面活性剂、粘结剂、助熔剂和抗氧化剂混合，然后加入20-25份水，在600-850℃下，搅拌3-5h，得到混合液；(4)将步骤(3)获得的混合液过滤、干燥，过滤的目数为30-60目，干燥温度为85-100℃，制成合金混合料粒；(5)将所述合金混合料粒通过双螺旋杆挤出机，在熔融温度为480-600℃中熔融挤出，制成合金毛坯；(6)将所述合金毛坯放入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1500-1530℃，烧结压力为10-11Mpa，烧结时间为40-120min。本专利技术部分原料的功能介绍如下：铈粉是稀土元素粉末，适量的稀土元素加入合金中可明显提高合金的抗拉伸性能，这是由于固溶在γ基体的稀土在晶界发生偏聚，进而强化了晶界，延缓了裂纹的形成和扩展；另外，添加铈粉还可以降低合金的氧化速率，并且随着温度的升高这种特性更明显。镁粉加入合金中，镁偏聚在晶界，提高了晶界强度，延缓了裂纹的形成，高温能够提高合金拉伸的时间和持久伸长率，从而延长了合金的持久寿命。碳是晶界强化元素，可作为炼钢用精炼剂或脱氧剂，利用碳氧反应把O含量降低。熔入液态合金中的C可以提高其流动性，改善铸造性能，因此，铸造高温合金中的C含量通常比变形合金中的要高。硼是高温合金中应用最广泛的微合金化元素，绝大多数变形高温合金和铸造高温合金中都加入微量硼，使合金在高温下仍具有持久的塑形。二盐基亚磷酸铅，白色至微褐色细微结晶粉末，能够提高合金的热稳定性，具有抗氧化和耐热的能力。芥酸酰胺是一种白色粉末，具有较高的熔点和热稳定性，加入合金中可以使合金表面光滑，增加合金的耐磨性。油酸为无色油状液体，是一种阴离子表面活性剂，碳链长度与硬脂酸相同。壬基酚聚氧乙烯醚是以壬基酚和环氧乙烷在催化剂作用下缩合反应的非离子表面活性剂，具有各种不同的亲水亲油平衡值，其有良好的渗透、乳化、分散、抗酸、抗碱、抗硬水、抗还原和抗氧化能力；常温下，壬基酚为无色或淡黄色液体，略带苯酚气味，不溶于水；壬基酚聚氧乙烯醚是壬基酚的衍生物，烷基酚聚氧乙烯醚类化合物，是广泛使用的非离子表面活性剂的主要代表。甲基丙烯酸十八酯是一种白色固体，无刺激性气味，温度不会影响其的吸附平衡时间，温度升高有利于表面活性剂的吸附。聚乙烯醇缩醛具有耐热性、耐磨性等优点，是一种性能优良的粘结剂。聚碳酸醋具有优良的力学性能和热稳定性，在高温环境下表现出高度的活性与极性，能将合金元素很好地粘结。氧化钙一种无机化合物，俗名生石灰，物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性，一般指能降低其物质的软化、熔化或液化温度的物质。在冶金学中，氧化钙能降低其物质的软化、熔化或液化温度的物质，与矿物中的杂质结合成渣而与金属分离，以达到熔炼或精炼的目的，是一种碱性助熔剂。二氧化硅是一种难溶于水的白色固体，作为合金制作中的助熔剂，要求的温度低，适用性强。溴化锂是白色粉末或粒状晶体，属立方晶系，无色透明或淡黄色液体，能够与矿物中的杂质结合成渣而与金属分离，以达到熔炼或精炼的目的。磷酸为白色固体，大于42℃时为无色粘稠液体，处理金属表面，在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜，以保护金属免受腐蚀，能够与金属离子络合，钝化催化氧化作用，可以增强抗氧化剂的作用。二甲基酮肟又称为丙酮肟，是一种肟类化合物，具有较强的还原性，常温下为白色片状结晶，熔点为60～61℃，易溶于水、醇、醚、酮、烃、石油醚等有机溶剂，是以羟胺和羰基化合物以缩合反应而制得的新型锅炉水除氧剂，有较强的还原性，有似水合氯醛气味，在空气中挥发很快，呈中性反应，在稀酸中易水解。能快速降低水中的溶解氧，在金属钢材表面形成良好的磁性氧化物保护膜，防止氧腐蚀，并对金属表面起到缓蚀和钝化的作用，且具有用量少、无毒、排放无污染等优点。本专利技术的耐高温合金及其制备方法具有以下优点：1、本专利技术的耐高温合金优化设计了镍粉、铝粉、铁粉、铬粉以及铌粉的加入量，使其各自相互协同作用，提高合金的高温强度和持久强度。适量的铈粉以及镁粉的添加，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温合金，其特征在于，主要由如下重量份的原料制成：镍粉12‑20份、铝粉10‑18份、铁粉0.5‑1.5份、铬粉5‑15份、铌粉5‑10份、铈粉3‑8份、钨粉1‑4份、钼粉1‑3份、镁粉0.15‑0.25份、坦粉0.5‑1.8份、碳粉0.01‑0.1份、硼粉0.001‑0.008份、二盐基亚磷酸铅1.5‑3.5份、表面活性剂0.4‑0.9份、粘结剂0.2‑0.7份、助熔剂0.3‑1.2份和抗氧化剂0.2‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温合金，其特征在于，主要由如下重量份的原料制成：镍粉12-20份、铝粉10-18份、铁粉0.5-1.5份、铬粉5-15份、铌粉5-10份、铈粉3-8份、钨粉1-4份、钼粉1-3份、镁粉0.15-0.25份、坦粉0.5-1.8份、碳粉0.01-0.1份、硼粉0.001-0.008份、二盐基亚磷酸铅1.5-3.5份、表面活性剂0.4-0.9份、粘结剂0.2-0.7份、助熔剂0.3-1.2份和抗氧化剂0.2-0.5份。2.根据权利要求1所述的一种耐高温合金，其特征在于，主要由如下重量份的原料制成：镍粉13-18份、铝粉12-16份、铁粉0.7-1.2份、铬粉7-12份、铌粉6-9份、铈粉4-7份、钨粉1.5-3.5份、钼粉1.5-2.5份、镁粉0.16-0.23份、坦粉0.6-1.5份、碳粉0.03-0.07份、硼粉0.002-0.007份、二盐基亚磷酸铅2-3份、表面活性剂0.5-0.8份、粘结剂0.3-0.6份、助熔剂0.4-1.1份和抗氧化剂0.3-0.4份。3.根据权利要求1所述的一种耐高温合金，其特征在于，主要由如下重量份的原料制成：镍粉15份、铝粉14份、铁粉0.8份、铬粉10份、铌粉8份、铈粉5份、钨粉3份、钼粉2份、镁粉0.2份、坦粉1.2份、碳粉0.05份、硼粉0.006份、二盐基亚磷酸铅2.5份、表面活性剂0.6份、粘结剂0.5份、助熔剂0.8份和抗氧化剂0.35份。4.根据权利1-3任一项所述的一种耐高温合金，其特征在于，所述表面活性剂为芥酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绮莉，
申请(专利权)人：柳州市凯夕贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45