一种Ｍｏ－Ｓｉ－Ｌａ合金丝及其制备方法技术

一种Ｍｏ－Ｓｉ－Ｌａ合金丝及其制备方法，涉及一种高强度、高延性、耐高温Ｍｏ－Ｓｉ－Ｌａ合金丝材及其制备方法。其特征在于其合金丝的合金的重量组成为Ｓｉ：０．１２％～０．２％，Ｌａ：０．５％～０．８％，余量为Ｍｏ和不可避免的杂质；其Ｍｏ－Ｓｉ－Ｌａ合金丝的合金元素Ｓｉ以高纯ＭｏＳｉ２粉末形式加入；Ｌａ以Ｌａ（ＮＯ３）３溶液或Ｌａ２Ｏ３粉末形式加入。本发明专利技术以钼合金丝为目标产品，通过分析硅和Ｌａ２Ｏ３的交互作用，开发出了一种具有良好的室温力学性能（强度、塑性）和高温力学性能的综合性能优异的钼合金丝以及加工方法。

【技术实现步骤摘要】

，涉及一种高强度、高延性、耐高温 Mo-Si-La合金丝材及其制备方法。
技术介绍
钼金属的低温脆性和强度不足，以及在高温状态下力学性能不稳定，是其应用 领域受限的重要原因。因此，强韧化技术一直是钼金属研究和应用的热点之一。自从 二十世纪八十年代以来，国内外对此进行了大量研究工作，取得了巨大进展。由于钼金 属没有因温度改变而发生晶体学相变的性质，通过热处理强韧化的可行性不大，因此大 多数研究集中在钼的合金化方面。目前，已经形成了固溶强韧化、碳化物弥散强韧化、 稀土氧化物弥散强韧化、气泡强韧化等多种强韧化技术，以及Mo-Ti、Mo-Zr, Mo-Hf, Mo-Ti-Zr-C> Mo-Hf-Zr-C> Mo-Hf-C> Mo-La、Mo_Y、Mo-Re、Mo-Si_A卜K 等多种 钼合金牌号。由于钼与大多数合金元素难于真正形成“合金”，钼金属的强度与塑性往往不 能兼顾，大多数掺杂元素偏重于强化，而韧化效果不太明显。唯一可以同时实现强化和 韧化的元素Re受制于成本原因，无法大规模应用。研究表明，钼合金的各种强韧化机制之间有着密切的关联。微量元素的强韧化 作用主要在1100°c 1300°C的温度下发生作用，当温度再升高时则会失效；碳化物的 弥散强韧化作用在1400°C 1500°C时最为明显；在1500°C 1800°C时碳化物软化、不 稳定，此温度下高熔点的稀土氧化物强韧化效果显著；高于2000°C时，稀土氧化物开始 软化，而气泡强韧化作用显著。因此，复合强韧化钼合金一直是钼合金研究的目标， 先后出现了 K、La元素复合掺杂，在TZM合金的基础上添加稀土 Y、Ce复合掺杂， Mo-Si-Al-K的气泡强韧化与Re的固溶强韧化复合掺杂，M0-Si-Al-K的气泡强韧化 与La元素复合掺杂等多种复合强韧化研究结果(高家诚，王勇，李静，等.复合掺杂钼 丝的组织与性能研究。功能材料，2003，34(5) 5 529;喻玮强，文先哲，陈响 明，等.稀土钼合金组织结构的研究.稀有金属与硬质合金，2002，30(3) 33 37; Mueller A J, Bianco R， Buckman R W.Evaluation of oxide dispersion strengthened (ODS) molybdenum and molybdenum-rhenium alloys.International Journal of Refractory Metals andHard Materials, 2000，18 : 205 211 ; Iorio LE, Bewlay B P, Larsen Μ.Analysis of AKS-andlanthana-doped molybdenum wire.International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2006，24 306 310)。这些复合强韧化的新型钼合金均不成熟，大多处于 实验室研究阶段，尚未见到生产和应用的报道。因此总体而言，钼及钼合金仍然属于脆 性材料，其强韧化的研究水平距离实际使用要求尚有巨大的差距。前期研究表明，一般往钼中添加硅粉会产生明显的固溶强化效应，使钼的断裂 方式由穿晶断裂转变成沿晶断裂。La2O3对钼具有显著的韧化作用Mturm D，Heilmaier M Schneibel J H, et al.The influence of silicon on the strength and fraction toughness ofmolybdenum.MaterialsScience and Engineering A, 2007, 463 107 114 ；张久兴，刘燕 琴，周美玲，等.Mo-La2O3板材室温拉伸变形与断裂研究.稀有金属材料与工程，2005， 34(2) 221 225)。但这些研究给出的硅元素的固溶强化作用，仅为烧结态钼合金的性 能研究，未见其后续加工性能的影响，且其韧性结果仅仅适用于室温。La2O3在起到良好 的韧化效果的同时，强化效果不甚明显。有研究者给出了 1^203/1^0&2复合强韧化技术 结果，但其断裂韧性Kie值(12.4MPa · m1/2)甚至远低于Sturm等给出的单一硅元素的强 韧化效果的04.2MPa · m1/2)(汪异.:U203/MoSi2复合微粒对烧结钼组织和性能的影响 [硕士学位论文].长沙中南大学，2007)。
技术实现思路
本发的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种具有良好的室温力学 性能(强度、塑性)和高温力学性能的综合性能优异的Mo-Si-La合金丝及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种Mo-Si-La合金丝，其特征在于其合金丝的合金的重量组成为Si 0.12% 0.2wt%, La: 0.5% 0.8%，余量为Mo和不可避免的杂质。本专利技术的一种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其Mo-Si-La合金丝的 合金元素Si以高纯MoSi2粉末形式加入；La以La(NO3) 3溶液或I^2O3粉末形式加入。本专利技术的一种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包 括(1)在双锥掺杂喷雾真空干燥机中进行MoO2粉末与La(NO3)3溶液的喷雾掺 杂；(2)将经过喷雾掺杂的干燥MoO2粉末与MoSi2粉末倒入三维混料机中，加入质 量比为1 1的03mm 010mm的钼球，混合8h 24h ；(3)将Mo02、La(NO3)3和MoSi2的混合粉末转入还原炉中还原，过筛，以去除 合金化过程产生的夹杂物，制得Mo-Si-La合金粉末；(4)将Mo-Si-La合金粉末在冷等静压机中压制成圆柱形生坯，再经过烧结，制 得Mo-Si-La合金烧结棒；(5)Mo-Si-La烧结棒经过温度为1300°C 1500°C的轧制或旋锻开坯，然后在 450°C 1000°C下，在拉丝模具中，经过多道次拉拔，加工成丝材，拉拔过程中进行一次 中间退火。本专利技术的一种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包 括(1)将MoO2粉末与La(NO3)3稀溶液加入容器中，在加热状态下勻速机械搅拌 90min ；加热温度使整个悬浊液稍微沸腾即可；搅拌结束后静置24h;然后将浸泡完全的 悬浊液在加热套中加热的同时，机械搅拌烘干成浆料；接着将浆料倒入托盘，在烘箱中 混干为掺杂MoO2粉末；(2)将掺杂MoO2粉末与MoSi2粉末混合、还原、过筛、压制成型、烧结、变形 的丝材，这些工艺过。本专利技术的一种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包括(1)将钼粉、La2O3粉末、MoSi2粉末在三维混料机中，加入质量比为1 1的 03mm 010mm的钼球，混合8h Mh，获得MoIHLa合金粉末；将Mo-Si-La合金粉末掺杂合粉末合金经还原、过筛、压制成型、烧结和变形加工成丝材。本专利技术的技术原理如下从Mo-Si-La合金粉末的XRD谱(图1)可以推断出， 烧结态和变形态Mo-Si-La合金中的主要第二相物质有La2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｍｏ－Ｓｉ－Ｌａ合金丝，其特征在于其合金丝的合金的重量组成为Ｓｉ：０．１２％～０．２％，Ｌａ：０．５％～０．８％，余量为Ｍｏ和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种Mo-Si-La合金丝，其特征在于其合金丝的合金的重量组成为Si 0.12% 0.2%, La: 0.5% 0.8%，余量为Mo和不可避免的杂质。2.—种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其Mo-Si-La合金丝的合金元素Si 以高纯MoSi2粉末形式加入；La以La(NO3) 3溶液或La2O3粉末形式加入。3.根据权利要求1所述的一种Mo-Si-La合金丝的制备方法，其特征在于其制备过程 的步骤包括(1)在双锥掺杂喷雾真空干燥机中进行MoO2粉末与La(NO3)3溶液的喷雾掺杂；(2)将经过喷雾掺杂的干燥MoO2粉末与MoSi2粉末倒入三维混料机中，加入质量比 为1 1的03mm 010mm的钼球，混合8h 24h ；(3)将Mo02、La(NO3)3和MoSi2的混合粉末转入还原炉中还原，过筛，以去除合金 化过程产生的夹杂物，制得Mo-Si-La合金粉末；(4)将Mo-Si-La合金粉末在冷等静压机中压制成圆柱形生坯，再经过烧结，制得 Mo-Si-La合金烧结棒；(5)Mo-Si-La烧结棒经过温度为1300...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鹏发，刘仁智，杨秦莉，赵虎，付静波，
申请(专利权)人：金堆城钼业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]