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制备钼及钼合金箔材的方法与流程

487   编辑:中冶有色技术网   来源:安泰天龙钨钼科技有限公司  
2023-10-20 16:36:34
一种制备钼及钼合金箔材的方法与流程

1.本发明属于难熔金属的技术领域,具体涉及一种制备钼及钼合金箔材的方法。

背景技术:

2.钼及钼合金箔带材由于具有较好的力学和热学性能,在消费电子行业,栅控脉冲行波管用栅网、阴极、屏蔽筒等电真空部件,以及电光源,医疗行业等领域应用广泛。

3.目前国内外主要供应商采用粉末压制工艺、烧结工艺、热轧工艺、冷轧工艺、热处理及精密机加工等来制备得到纯钼及钼合金带材、箔材。比如:发明专利2018114659385公开了一种钼箔制备方法,以低k低w中颗粒规格钼粉为原料,经冷等静压成型得到钼压坯,再经复合烧结、低温大变形量开坯、低温交叉热轧、碱洗修磨剪切,之后经温轧、氢气退火、表面清洗剪切、交叉冷轧、表面除油,最后真空去应力退火、裁剪检验制备得到钼箔;上述制备方法流程较长,需要中间控制程序多,导致成本高。

4.发明专利2017104488427公开了一种制备极薄金属钼箔材的方法,按照纯钨箔材/纯钼箔材/纯钨箔材进行堆叠,然后将堆叠后的材料放入加热炉内加热后进行冷轧,之后将轧制后的材料继续放在加热炉内加热后进行冷轧,重复上述加热和冷轧直至得到极薄钼箔材;上述制备方法通过使用纯钼箔材叠轧来制备厚度更薄的箔材,但是叠轧工艺可控性较差,且需要进行多次加热和冷轧,效率不高。

5.发明专利2009100240004公开了一种钼及钼合金窄带的加工方法,首先采用轧机对钼或钼合金丝材进行轧制获得轧制窄带,然后采用拉丝机且按冷拉工艺对上述轧制窄带进行拉拔来获得成品窄带;上述制备方法通过使用丝材作为原料来轧制获得轧制窄带,对于轧辊损伤较大,制得的轧制窄带易断裂。

6.发明专利2013100283398公开了一种超薄mo-la合金薄材的制备方法,以粉末冶金法制备mo-la合金坯锭,然后进行切割、真空退火、冷轧得到合金板坯,再经粗加工(真空退火+多道次冷轧)、加工(多道次冷轧+真空退火)、精加工(多道次冷轧+真空退火)、最后再进行多道次冷轧、真空退火得到超薄mo-la合金箔材;上述制备方法需要经过很多道次轧制,继而需要多次切出边角废料,存在生产周期长,效率低等问题。

技术实现要素:

7.针对现有技术存在的不足及缺陷,本发明旨在提供一种制备钼及钼合金箔材的方法,本发明制备得到的钼及钼合金箔材,能够满足消费电子器件、真空器件、催化材料等应用领域的使用要求,箔材的厚度为0.01-0.1mm,厚度公差为2-5μm,平面度≤0.1mm;室温抗拉强度为830-1200mpa,屈服强度为700-1000mpa,延伸率5-15%。

8.为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种制备钼及钼合金箔材的方法,采用如下技术方案:

9.一种制备钼及钼合金箔材的方法,包括:以纯钼粉或钼合金粉末为原料,向原料中加入粘结剂溶液后经球磨处理得到料浆;再将料浆进行流延成型处理得到流延坯料,之后

依次经脱胶处理、烧结处理、轧制处理、退火处理得到钼或钼合金箔材;

10.其中,轧制处理包括多道次冷轧变形和中间退火处理(相邻两道次冷轧变形之间进行中间退火处理),轧制总变形量为40%-99%(比如50%、60%、70%、80%)。

11.本发明通过向纯钼粉或钼合金粉末中加入粘结剂溶液后经球磨处理得到料浆,此种湿法混合处理能够提高混料均匀性;再通过流延成型处理得到厚度可控的流延坯料,之后经脱胶处理、烧结处理、轧制处理、退火处理得到钼和钼合金箔材;本发明将流延成型与冷轧变形相结合,通过改变流延坯料的厚度实现较小变形量冷轧工艺生产,相比于较厚坯料热轧工艺而言,本发明的制备方法具有轧制道次少、生产效率高、生产成本低的优势。

12.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述纯钼粉或钼合金粉末中,以质量百分比计,mo:50-100%(比如60%、70%、80%、90%),re:0-47.5%(比如5%、10%、20%、45%),ti:0-1%(比如0.2%、0.4%、0.6%、0.8%),zr:0-2%(比如0.2%、0.5%、1.0%、1.5%),hf:0-3%(比如0.5%、1.0%、1.5%、2.0%),c:0-0.5%(比如0.1%、0.2%、0.3%、0.4%),re(稀土元素):0-3%(比如0.5%、1.0%、1.5%、2.0%);优选地,所述re为la、y、ce中的一种或几种;更优选地,所述钼合金粉末为钼钛锆合金粉末,以质量百分比计,ti:0.40-0.55%(比如0.42%、0.45%、0.50%、0.52%),zr:0.06-0.12%(比如0.07%、0.08%、0.10%、0.11%),c:0.01-0.04%(比如0.015%、0.020%、0.25%、0.30%),余量为mo;更优选地,所述钼合金粉末为钼铼合金粉末,以质量百分比计,mo:52.5-95%(比如55%、60%、70%、80%),re:5-47.5%(比如10%、15%、20%、40%);优选地,按照上述质量百分比分别称取钼粉、铼源、钛源、锆源、铪源、碳粉及含稀土元素的粉末进行混料处理得到纯钼粉或钼合金粉末;更优选地,所述混料处理在v型混料机中进行,转速为30-90r/min(比如40r/min、60r/min、80r/min),混料时间为4-8h(比如5h、6h、7h)。

13.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述钼粉的粒度为2.0~4.0μm(比如2.2μm、2.5μm、3.0μm、3.5μm);优选地,所述铼源为纯铼粉或铼酸铵粉末;优选地,所述钛源为氢化钛粉末,粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,所述锆源为氢化锆粉末,粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,所述铪源为碳化铪;优选地,所述碳粉的粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,当所述钼合金的原料为铼酸铵粉末、氢化钛粉末、氢化锆粉末中的一种或几种时,在混料处理之前,进行还原处理;优选地,还原处理于氢气气氛下进行,还原温度为600-1200℃(比如800℃、900℃、1000℃),还原时间为2-6h(比如3h、4h、5h);更优选地,还原温度为800-1000℃(比如850℃、900℃、950℃),还原时间为4~6h(比如4.5h、4.8h、5h)。

14.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述粘结剂溶液为所述纯钼粉或钼合金粉末质量的10%-50%(比如20%、30%、40%);优选地,以质量百分比计,所述粘结剂溶液包括:10%-30%(比如15%、20%、25%)粘结剂,5%-10%(比如7%、8%、9%)增塑剂,余量为溶剂;更优选地,所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(pvb),所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯,所述溶剂为水、乙醇中的一种或两种。

15.本发明中使用的粘结剂聚乙烯醇缩丁醛(pvb)与纯钼粉或钼合金粉末的结合性能好且其毒性弱,易溶于乙醇。

16.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述球磨处理的转速为50-100r/min(比如60r/min、80r/min、90r/min),球磨时间为8-16h(比如10h、12h、

14h)。

17.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述流延成型处理具体为将料浆装入流延机自动供料室,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段烘干箱进行加热,得到流延坯料;优选地,所述加热温度为20℃-100℃(比如30℃、50℃、70℃),加热时间为30min-60min(比如35min、40min、50min);优选地,所述流延坯料的厚度为0.2-3mm(比如0.7mm、1mm、2mm)。

18.本发明通过流延成型处理得到的流延坯料的厚度为0.2-3mm,致密度较低,小于50%。通过分段烘干箱进行加热的目的在于除去粘结剂溶液中的溶剂。

19.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述脱胶处理在氢气气氛下进行,氢气流量≥3m3/h,脱胶温度为400-800℃(比如500℃、600℃、700℃),脱胶时间为1-2h(比如1.2h、1.5h、1.8h)。

20.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述烧结处理在氢气气氛下进行,烧结温度为1600-2300℃(比如1700℃、1900℃、2200℃),烧结时间为2-6h(比如3h、4h、5h)。

21.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述轧制处理中,轧制速度为0.5-2.5m/s(比如0.8m/s、1.5m/s、2.3m/s);优选地,在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为100-300℃(比如150℃、200℃、250℃),预热时间为0.5-3h(比如0.8h、1.0h、1.5h);优选地,所述中间退火处理在氢气气氛下进行,中间退火温度为700-1300℃(比如800℃、900℃、1200℃),中间退火时间为1-2h(比如1.2h、1.5h、1.8h)。

22.本发明中轧制处理包括多道次冷轧变形和中间退火处理,在首道次冷轧变形前进行预热,避免开裂;在中间各道次冷轧变形之间进行中间退火处理,经中间退火处理后的轧件冷却至室温再进行下一道次冷轧变形,在轧制结束后得到钼及钼合金箔材,再对其进行退火处理得到钼及钼合金箔材成品。

23.在上述制备钼及钼合金箔材的方法中,作为一种优选实施方式,所述退火处理在氢气气氛或真空条件下进行,退火温度为800-1200℃(比如850℃、900℃、1000℃、1100℃),退火时间为1-2h(比如1.2h、1.5h、1.8h)。

24.本发明第二方面提供一种上述制备方法制得的钼及钼合金箔材;优选地,所述箔材的厚度为0.01-0.1mm(比如0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm),厚度公差为2-5μm(比如3μm、4μm、4.5μm),平面度≤0.1mm;优选地,所述箔材的室温抗拉强度为830-1200mpa(比如850mpa、900mpa、1100mpa),屈服强度为700-1000mpa(比如800mpa、900mpa、920mpa),延伸率5-15%(比如7%、10%、12%)。

25.与现有技术相比,本发明具有如下有益效果为:

26.(1)本发明提供的钼或钼合金箔材具有组织均匀、高强度、高延伸率等优异性能;

27.(2)本发明通过向纯钼粉或钼合金粉末中加入粘结剂溶液后经球磨处理得到料浆,此种湿法混合处理能够提高混料均匀性;本发明将流延成型与冷轧变形相结合,通过改变流延坯料的厚度来实现较小变形量冷轧方式生产,相比于较厚坯料热轧工艺而言,本发明的制备方法具有轧制道次少、生产效率高、生产成本低的优势。

28.(3)本发明制备的钼及钼合金箔材材料均匀,箔材的厚度为0.01-0.1mm,厚度公差为2-5μm,平面度≤0.1mm,粉末原料利用率(成品重量/原料重量)大于85%(由于冷轧变形

轧制道次少,切去的边角料少,使得粉末原料利用率高)且表面无划痕无凸起凹坑等缺陷,相比于现有技术中的粉末压制成型工艺(原料利用率≤70%),能够提高粉末利用率,降低成本。

附图说明

29.图1为本发明实施例1制得的纯钼箔材的金相组织照片(沿轧制方向);

30.图2为本发明实施例2制得的钼钛锆合金箔材的金相组织照片(沿轧制方向);

31.图3为本发明实施例3制得的钼铼合金箔材的金相组织照片(沿轧制方向);

32.图4为本发明实施例4制得的钼镧合金箔材的金相组织照片(沿轧制方向)。

具体实施方式

33.下面结合附图和实施例对本发明制备钼及钼合金箔材的方法进行说明。应理解,这些实施例仅用于解释本发明而不用于限制本发明的范围。对外应理解,在阅读了本发明的内容之后,本领域技术人员对本发明作各种改动和修改,这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

34.下述实施例中的试验方法中,如无特殊说明,均为常规方法,可按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。以下实施例中所述的原料均可从公开商业途径获得。

35.本发明的具体实施方式提供一种制备钼及钼合金箔材的方法,包括如下步骤:

36.(1)纯钼粉或钼合金粉末的制备:按照纯钼粉或钼合金粉末的质量百分比分别称取钼粉、铼源、钛源、锆源、碳粉及含稀土元素的粉末,其中,以质量百分比计,纯钼粉或钼合金粉末中,mo:50-100%,re:0-47.5%,ti:0-1%,zr:0-2%,hf:0-3%,c:0-0.5%,re(稀土元素):0-3%;在v型混料机中进行混料处理,转速为30-90r/min,混料时间为4-8h,得到纯钼粉或钼合金粉末;

37.(2)料浆制备:向步骤(1)得到的纯钼粉或钼合金粉末中加入所述纯钼粉或钼合金粉末质量的10%-50%的粘结剂溶液,其中,以质量百分比计,粘结剂溶液包括:10%-30%pvb,5%-10%邻苯二甲酸二丁酯,余量为溶剂;在球磨混料机中进行球磨处理,转速为50-100r/min,球磨时间为8-16h,得到料浆;

38.(3)流延坯料制备:将步骤(2)得到的料浆装入流延机自动供料室,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段烘干箱进行加热,加热温度为20℃-100℃,加热时间为30min-60min,得到厚度为0.2-3mm的流延坯料;

39.(4)脱胶处理:将步骤(3)得到的流延坯料在间歇式脱胶炉中于氢气气氛下进行脱胶处理,氢气流量≥3m3/h,脱胶温度为400-800℃,脱胶时间为1-2h,得到脱胶坯料。

40.(5)烧结处理:将步骤(4)得到的脱胶坯料在中频感应烧结炉中于氢气气氛下进行烧结处理,烧结温度为1600-2300℃,烧结时间为2-6h,得到钼或钼合金烧坯;

41.(6)轧制处理:将步骤(5)得到的烧坯进行多道次冷轧变形处理和中间退火处理,轧制速度为0.5-2.5m/s;轧制总变形量为40%-99%;在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为100-300℃,预热时间为0.5-3h,在中间各道次冷轧变形之间在氢气气氛下进行中间退火处理,中间退火温度为700-1300℃,中间退火时间为1h-2h;得到钼或钼合金箔材;

42.(7)退火处理:将步骤(6)得到的钼或钼合金箔材在氢气气氛或真空条件下进行退火处理,退火温度为800-1200℃,退火时间为1h-2h,得到钼或钼合金箔材成品。

43.下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

44.实施例1一种制备纯钼箔材的方法,包括:

45.(1)纯钼粉制备:称取费氏粒度3.4μm的钼粉18kg,装入v型混料机中进行混料处理,转速为50r/min,混料时间为4h,得到均混的纯钼粉末。

46.(2)纯钼料浆制备:在上述步骤(1)得到的纯钼粉末中加入5.4kg粘结剂溶液,其中粘结剂溶液为1.6kg pvb、0.4kg邻苯二甲酸二丁脂、3.4kg无水乙醇,再装入球磨混料机中进行球磨处理,加不锈钢球4kg,转速为60r/min,混料时间为8h,得到23kg纯钼料浆。

47.(3)流延坯料制备:将步骤(2)得到的纯钼料浆装入流延机自动供料室,设置流延厚度为2mm,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段加热烘干箱进行烘干,得到纯钼流延坯料,其中,烘干温度为rt~80℃,烘干时间为30min。

48.(4)脱胶处理:将步骤(3)得到的纯钼流延坯料放入间歇式脱胶炉中于氢气气氛下进行脱胶处理,氢气流速为3m3/h,脱胶温度为400℃,保温时间为1h,得到脱胶纯钼板坯,厚度为1.2mm。

49.(5)烧结处理:将步骤(4)得到的脱胶纯钼板坯放入中频烧结炉中进行氢气气氛烧结处理,烧结温度为1900℃,保温时间为4h,得到厚度0.8mm纯钼烧结坯。

50.(6)轧制处理:将步骤(5)得到的纯钼烧结坯进行多道次冷轧变形和中间退火处理,在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为250℃,预热时间为45min,中间道次的各道次变形量为5%~30%,总变形量为90%,轧制速度1.2m/s,中间道次的退火制度为750℃

×

1h(氢气条件下),得到厚度为0.08mm纯钼箔材,厚度公差

±

3μm。

51.(7)退火处理:将步骤(6)得到的纯钼箔材于氢气气氛下进行退火处理,退火温度为850℃,退火时间为1h,去应力和板料成型,得到纯钼箔材成品。

52.图1为本实施例制备的纯钼箔材成品的金相组织照片,实施例1所得纯钼箔材的粉末原料利用率大于85%,平面度≤0.1mm,表面无划痕无凸起凹坑等缺陷。

53.实施例2一种制备钼钛锆合金箔材的方法,包括:

54.(1)钼钛锆合金粉末制备:称取费氏粒度3.0μm的钼粉29.81kg,纯度≥99.5%的-300目的氢化钛粉150g,纯度≥99.5%的-320目的氢化锆粉30g,纯度≥99.5%的-350目的碳粉12g,称取后在烧结炉中于氢气气氛下进行还原处理,还原处理的温度为1000℃,时间为4h;然后将其装入v型混料机中进行混料,转速为40r/min,混料时间为8h,得到30kg钼钛锆合金粉末。

55.(2)钼钛锆合金料浆制备:在上述步骤(1)得到的钼钛锆合金粉末中加入12kg粘结剂溶液,其中粘结剂溶液为3kg pvb、1kg邻苯二甲酸二丁脂、8kg无水乙醇,再装入球磨混料机中进行球磨处理,加入不锈钢球7kg,转速为70r/min,混料时间为14h,得到40kg钼钛锆合金料浆。

56.(3)钼钛锆合金流延坯料制备:将步骤(2)得到的钼钛锆合金料浆装入流延机自动供料室,设置流延厚度为1.5mm,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段加热烘干箱进行烘干,得到钼钛锆合金流延坯料,烘干温度为rt~90℃,烘干时间为45min。

57.(4)脱胶处理:将步骤(3)得到的钼钛锆流延坯料放入间歇式脱胶炉中于氢气气氛

下进行脱胶处理,氢气流速为4m3/h,脱胶温度为600℃,保温时间为1.5h,得到脱胶钼钛锆合金流延坯,厚度为0.9mm。

58.(5)烧结处理:将步骤(4)得到的脱胶钼钛锆合金流延坯放入中频感应烧结炉中进行氢气气氛烧结处理,烧结温度为2100℃,保温时间为6h,得到厚度0.6mm钼钛锆合金烧结坯。

59.(6)轧制处理:将步骤(5)得到的钼钛锆合金烧结坯进行多道次冷轧变形和中间退火处理,在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为300℃,预热时间为1h,中间道次的各道次变形量为5~30%,总变形量90%,中间道次的退火制度为900~1000℃

×

1h(氢气条件下),轧制速度1.0m/s,得到厚度为0.06mm的钼钛锆合金箔材,厚度公差

±

2μm。

60.(7)退火处理:将步骤(6)得到的钼钛锆合金箔材于氢气气氛下进行退火处理,退火温度为1100℃,退火时间为1h,去应力和板料成型,得到钼钛锆合金箔材成品。

61.图2为本实施例制备的钼钛锆合金箔材成品的金相组织照片。实施2所得钼钛锆合金箔材的粉末原料利用率大于80%,平面度≤0.1mm,表面无划痕无凸起凹坑等缺陷。

62.实施例3一种制备钼铼合金箔材的方法,包括

63.(1)钼铼合金粉末制备:称取费氏粒度3.6μm的钼粉6.5kg,纯度99.99%的费氏粒度3.2μm的铼粉3.5kg,装入v型混料机中进行混料处理,转速为60r/min,混料时间为6h,得到10kg钼铼合金粉末。

64.(2)钼铼合金料浆制备:在上述步骤(1)得到的钼铼合金粉末中加入3.5kg粘结剂溶液,其中粘结剂溶液为1kg pvb、0.35kg邻苯二甲酸二丁脂、2.15kg无水乙醇,再装入球磨混料机中进行球磨处理,加入不锈钢球2kg,转速为80r/min,混料时间为16h,得到13kg钼铼合金料浆。

65.(3)钼铼合金流延坯料制备:将步骤(2)得到的钼铼合金料浆装入流延机自动供料室,设置流延厚度为1.5mm,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段加热烘干箱进行烘干,得到钼铼合金流延坯料,烘干温度为rt-70℃,烘干时间为50min。

66.(4)脱胶处理:将步骤(3)得到的钼铼合金流延坯料放入间歇式脱胶炉中于氢气气氛下进行脱胶处理,氢气流速为3m3/h,脱胶温度为500℃,保温时间为2h,得到脱胶钼铼合金坯,厚度为1mm。

67.(5)烧结处理:将步骤(4)得到的脱胶钼铼合金流延坯放入中频感应烧结炉中进行氢气气氛烧结处理,烧结温度为2300℃,保温时间为6h,得到厚度0.6mm钼铼合金烧结坯。

68.(6)轧制处理:将步骤(5)得到的钼铼合金烧结坯进行多道次冷轧变形和中间退火处理,在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为300℃,预热时间为1.5h,中间道次的各道次变形量为5~30%,总变形量92%,中间道次的退火温度为1000~1300℃

×

1h,轧制速度1.5m/s,得到厚度为0.05mm的钼铼合金箔材,厚度公差

±

4μm。

69.(7)退火处理:将步骤(6)得到的钼铼合金箔材于氢气气氛下进行退火处理,退火温度为1100℃,退火时间为1h,去应力和板料成型,得到钼铼合金箔材成品。

70.图3为本实施例制备的钼铼合金箔材成品的金相组织照片。实施例3所得钼铼合金箔材的粉末原料利用率大于90%,平面度≤0.1mm,表面无划痕无凸起凹坑等缺陷。

71.实施例4一种制备钼镧合金箔材的方法,包括:

72.(1)钼镧合金粉末的制备:称取钼粉19.4kg、氧化镧粉末0.6kg;在v型混料机中进

行混料处理,转速为60min,混料时间为6h,得到20kg钼镧合金粉末;

73.(2)料浆制备:向步骤(1)得到的钼镧合金粉末中加入9kg的粘结剂溶液,其中粘结剂溶液包括:2.7kg pvb,0.9kg邻苯二甲酸二丁酯,5.4kg无水乙醇;再装入球磨混料机中进行球磨处理,加入不锈钢球2kg,转速为60r/min,球磨时间为10h,得到28.5kg料浆;

74.(3)流延坯料制备:将步骤(2)得到的料浆装入流延机自动供料室,设置流延厚度为2.0mm,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段加热烘干箱进行烘干,烘干温度为rt-90℃,时间为50min,得到流延坯料;

75.(4)脱胶处理:将步骤(3)得到的流延坯料在间歇式脱胶炉中于氢气气氛下进行脱胶处理,氢气流量为4m3/h,脱胶温度为500℃,脱胶时间为1h,得到脱胶坯料,厚度为1.5mm。

76.(5)烧结处理:将步骤(4)得到的脱胶坯料在中频感应烧结炉中于氢气气氛下进行烧结处理,烧结温度为1800℃,烧结时间为4h,得到1.2mm钼合金烧坯;

77.(6)轧制处理:在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为300℃,预热时间为2h,中间道次的各道次变形量为5~30%,总变形量96%,中间道次的退火温度为1000~1300℃

×

1h(氢气条件下),轧制速度1.5m/s,得到厚度为0.05mm的钼镧合金箔材,厚度公差

±

4μm;

78.(7)退火处理:将步骤(6)得到的钼镧合金箔材于氢气气氛下进行退火处理,退火温度为1100℃,退火时间为1h,去应力和板料成型,得到钼镧合金箔材成品。

79.图4为本实施例制备的钼镧合金箔材成品的金相组织照片。实施例4所得钼镧合金箔材的粉末原料利用率大于90%,平面度≤0.1mm,表面无划痕无凸起凹坑等缺陷。

80.对比例1一种制备纯钼箔材的方法,包括:

81.(1)纯钼粉制备:称取费氏粒度3.4μm的钼粉18kg,装入v型混料机中进行混料处理,转速为50r/min,混料时间为4h,得到均混的纯钼粉末。

82.(2)冷等静压成型处理:将上述纯钼粉末进行冷等静压成型处理,压制压力为200mpa,压制时间为5分钟,得到厚度为40mm纯钼压坯;

83.(3)烧结成型处理:将上述纯钼压坯放入中频烧结炉中进行氢气气氛烧结处理,烧结温度为1900℃,保温时间为4h,得到厚度33mm纯钼烧结坯;

84.(4)轧制处理:将上述纯钼烧结坯进行多道次热轧变形和中间退火处理,其中,开轧温度为1350℃,中间道次的各道次变形量为15~30%,总变形量>99%,中间道次的退火制度为700~900℃

×

0.5~2h,轧制速度为1.5m/s,得到厚度为0.08mm纯钼箔材,厚度公差

±

4μm。

85.(5)退火处理:将步骤(4)得到的纯钼箔材于真空条件下进行退火处理,退火温度为900℃,退火时间为1h

86.(6)表面清洗、剪切:将步骤(5)所得物进行表面清洗并剪切,得到纯钼箔材成品。

87.对比例1制备纯钼箔材的粉末原料利用率为70%,平面度为≤0.1mm

88.性能测试:

89.将本发明实施例1-4及对比例1制得的纯钼及钼合金箔材成品进行性能测试,参照gb/t 13239-2006《金属材料低温拉伸实试验方法》进行拉伸试验,其结果参见表1。

90.表1为本发明实施例1-4和对比例1制得的纯钼及钼合金箔材成品的性能结果

[0091] 抗拉强度/mpa屈服强度/mpa延伸率/%实施例18527278

实施例211309907实施例394587212实施例410289545对比例18307006

[0092]

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。技术特征:

1.一种制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,包括:以纯钼粉或钼合金粉末为原料,向原料中加入粘结剂溶液后经球磨处理得到料浆;再将料浆进行流延成型处理得到流延坯料,之后依次经脱胶处理、烧结处理、轧制处理、退火处理得到钼或钼合金箔材;其中,轧制处理包括多道次冷轧变形和中间退火处理,轧制总变形量为40%-99%。2.根据权利要求1所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述纯钼粉或钼合金粉末中,以质量百分比计,mo:50-100%,re:0-47.5%,ti:0-1%,zr:0-2%,hf:0-3%,c:0-0.5%,re:0-3%;优选地,所述re为la、y、ce中的一种或几种;更优选地,所述钼合金粉末为钼钛锆合金粉末,以质量百分比计,ti:0.40-0.55%,zr:0.06-0.12%,c:0.01-0.04%,余量为mo;更优选地,所述钼合金粉末为钼铼合金粉末,以质量百分比计,mo:52.5-95%,re:5-47.5%;优选地,按照上述质量百分比分别称取钼粉、铼源、钛源、锆源、铪源、碳粉及含稀土元素的粉末进行混料处理得到纯钼粉或钼合金粉末;更优选地,所述混料处理在v型混料机中进行,转速为30-90r/min,混料时间为4-8h。3.根据权利要求2所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述钼粉的粒度为2.0-4.0μm;优选地,所述铼源为纯铼粉或铼酸铵粉末;优选地,所述钛源为氢化钛粉末,粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,所述锆源为氢化锆粉末,粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,所述铪源为碳化铪;优选地,所述碳粉的粒度为-150目~400目,纯度≥99.5%;优选地,当所述钼合金的原料为铼酸铵粉末、氢化钛粉末、氢化锆粉末中的一种或几种时,在混料处理之前,进行还原处理;优选地,还原处理于氢气气氛下进行,还原温度为600-1200℃,还原时间为2-6h;更优选地,还原温度为800-1000℃,还原时间为4~6h。4.根据权利要求1-3中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述粘结剂溶液为所述纯钼粉或钼合金粉末质量的10%-50%;优选地,以质量百分比计,所述粘结剂溶液包括:10%-30%粘结剂,5%-10%增塑剂,余量为溶剂;更优选地,所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯,所述溶剂为水、乙醇中的一种或两种。5.根据权利要求1-4中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述球磨处理的转速为50-100r/min,球磨时间为8-16h;优选地,所述流延成型处理具体为将料浆装入流延机自动供料室,启动流延设备,料浆流至载带上通过分段烘干箱进行加热,得到流延坯料;优选地,所述加热温度为20℃-100℃,加热时间为30min-60min;优选地,所述流延坯料的厚度为0.2-3mm。6.根据权利要求1-5中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述脱胶处理在氢气气氛下进行,氢气流量≥3m3/h,脱胶温度为400-800℃,脱胶时间为1-2h。7.根据权利要求1-6中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述烧结处理在氢气气氛下进行,烧结温度为1600-2300℃,烧结时间为2-6h。8.根据权利要求1-7中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述轧制处理中,轧制速度为0.5-2.5m/s;优选地,在首道次冷轧变形前进行预热,预热温度为100-300℃,预热时间为0.5-3h;优选地,所述中间退火处理在氢气气氛下进行,中间退火温度为700-1300℃,中间退火时间为1-2h。

9.根据权利要求1-8中任一项所述制备钼及钼合金箔材的方法,其特征在于,所述退火处理在氢气气氛或真空条件下进行,退火温度为800-1200℃,退火时间为1-2h。10.一种如权利要求1-9中任一项所述制备方法制得的钼及钼合金箔材;优选地,所述箔材的厚度为0.01-0.1mm,厚度公差为2-5μm,平面度≤0.1mm;优选地,所述箔材的室温抗拉强度为830-1200mpa,屈服强度为700-1000mpa,延伸率5-15%。

技术总结

本发明提供一种制备钼及钼合金箔材的方法,包括:以纯钼粉或钼合金粉末为原料,向原料中加入粘结剂溶液后经球磨处理得到料浆;再将料浆进行流延成型处理得到流延坯料,之后依次经脱胶处理、烧结处理、轧制处理、退火处理得到钼或钼合金箔材;其中,轧制处理包括多道次冷轧变形和中间退火处理,轧制总变形量为40%-99%。本发明制备得到的钼及钼合金箔材,能够满足消费电子器件、真空器件、催化材料等应用领域的使用要求,箔材的厚度为0.01-0.1mm,厚度公差为2-5μm,平面度≤0.1mm;室温抗拉强度为830-1200MPa,屈服强度为700-1000MPa,延伸率5-15%。15%。15%。

技术研发人员:王广达 姚惠龙 熊宁 李旺 王凤权

受保护的技术使用者:安泰天龙钨钼科技有限公司

技术研发日:2022.06.02

技术公布日:2022/7/22
声明:
“制备钼及钼合金箔材的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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