一種高溫耐氧化抗磨鉬合金及其製備方法
2023-05-11 11:13:06 3
專利名稱：一種高溫耐氧化抗磨鉬合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，同時涉及一種該鑰合金的製備方法。
背景技術：
鑰及其合金具有熔點高、高溫強度高、高溫蠕變速率低、抗熱震性能好、抗磨損性和抗腐蝕性能好等優良特性，廣泛應用於化工、冶金エ業及金屬加工及航空航天工業和核能技術等領域。然而，高溫抗氧化能力差和焊接性能差等缺點，限制了鑰金屬及其合金作為結構材料更加廣泛的使用。目前應用的鑰合金主要為TZM合金、稀土鑰合金、鋁矽鉀摻雜鑰合金，它們各自在不同應用領域表現出優越的性能。隨著現代エ業的發展，ー些特殊應用領域要求材料具有較高的高溫硬度和高溫耐磨性如高溫抗磨領域，典型的產品如金屬壓カ加工行業用的鑰 頂頭、航空航天用的高溫噴管、高溫鑰舟等。然而傳統的鑰合金由於缺乏足量的耐磨相抵抗磨損，且高溫下在空氣中易於氧化，因而高溫耐磨性不理想。
發明內容
本發明的目的是提供ー種具有高溫耐氧化性和抗磨性的鑰合金。為了實現以上目的，本發明高溫耐氧化抗磨鑰合金所採用的技術方案是ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，是由以下重量份的組分組成Cr 5 15%、Ti I. O 5. O %、NbI. O 5. 0%，C O. 25 I. 90%，餘量為鑰及不可避免的雜質。本發明的高溫耐氧化抗磨鑰合金採用如下方法製備I)根據配方中各組分的重量百分比，取鉻粉、TiH2粉、鈮粉、碳粉和鑰粉均勻混合，得到混合粉末；2)將混合粉末在200 250MPa條件下冷等靜壓製成坯料；3)將坯料在1780 1850°C的氫氣氣氛下燒結10 20小時，製得高溫耐氧化抗
磨鑰合金。步驟I)採用混料機進行混料20 30小時。所述TiH2粉採用鈦粉替代。本發明的高溫耐氧化抗磨鑰合金中，含有大量的耐磨相(TiC、NbC)和鉻相，組織中的耐磨相能有效的抵抗磨損，而組織中的鉻能有效的抵抗氧化，二者共同作用使製備的鑰合金具有優良的高溫耐磨性。本發明高溫耐氧化抗磨鑰合金的再結晶溫度達到1200-1300°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的I. 2 I. 5倍，高溫強度和硬度是TZM鑰合金的I. 5-2. O倍，在空氣中5000C _800°C條件下的耐磨性為TZM鑰合金的I. 5-2. O倍。本發明的鑰合金配方同時解決了傳統鑰合金耐磨性與氧化性差的問題，且製備エ藝簡單、易於控制，用常規的粉末冶金即可製備，因此本發明具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式實施例I本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 8%, TiI. 0%,Nb3. 0%, C O. 25%，餘量為鑰，雜質含量彡O. 1%0本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的採用如下步驟製備I)根據上述的組 分質量分數，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機進行混料30小時；3)將混合粉末在壓カ220MPa條件下冷等靜壓成形，製成坯料；4)將成形的坯料在1780°C的氫氣氣氛下燒結10小吋，製得鑰合金。本發明的鑰合金再結晶溫度1200°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的I. 25倍，高溫強度和硬度是TZM鑰合金的I. 6倍，在空氣中600°C條件下的耐磨性為TZM鑰合金的I. 5倍。實施例2本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 15%, Ti4.0%、Nb 2. 0%, C I. 26%，餘量為鑰，雜質含量 <0.1 %。本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的採用如下步驟製備I)根據上述的組分質量分數，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機進行混料20小時；3)將混合粉末在壓カ250MPa條件下冷等靜壓成形，製成坯料；4)將成形的坯料在1850°C的氫氣氣氛下燒結15小吋，製得鑰合金。本發明技術製備的鑰合金再結晶溫度1270°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.35倍，高溫強度和硬度是TZM鑰合金的I. 8倍，在空氣中500°C條件下的耐磨性為TZM鑰合金的I. 7倍。實施例3本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 12%, Ti
4.5%, Nb 5. 0%, C I. 90%，餘量為鑰，雜質含量 <0.1 %。本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的採用如下步驟製備I)根據上述的組分質量分數，稱取鉻粉、鈦粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；2)將上述粉末在混料機進行混料26小時；3)將混合粉末在壓カ235MPa條件下冷等靜壓成形，製成坯料；4)將成形的坯料在1810°C的氫氣氣氛下燒結20小吋，製得鑰合金。本發明技術製備的鑰合金再結晶溫度1300°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.5倍，高溫強度和硬度是TZM鑰合金的2. O倍，在空氣中800°C條件下的耐磨性為TZM鑰合金的2. O倍。實施例4本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金是由以下重量份的組分組成Cr 5%, Ti
5.0%,Nb5. 0%, C2. 0%，餘量為鑰，雜質含量彡O. 1%0本實施例的高溫耐氧化抗磨鑰合金的採用如下步驟製備I)根據上述的組分質量分數，稱取鉻粉、TiH2粉、鈮粉，碳粉和鑰粉；
2)將上述粉末在混料機進行混料26小時；3)將混合粉末在壓カ235MPa條件下冷等靜壓成形，製成坯料；4)將成形的坯料在1820°C的氫氣氣氛下燒結15小吋，製得鑰合金。本發明技術製備的鑰合金再結晶溫度1290°C，高溫抗蠕變性能是TZM鑰合金的
I.40倍，高溫強度和硬度是TZM鑰合金的2. O倍，在空氣中720°C條件下的耐磨性為TZM鑰合金的2. O倍。本發明的實施例僅用以說明而非限定 本發明的技術方案其中原料所採用的TiH2粉也可以採用純Ti粉或二者的混合粉體，也可以通過本發明的製備方法實現本發明的發明目的，以上修改和等同替換對於本領域技術人員是顯而易見的，其應涵蓋在本發明的所要求保護的範圍當中。
權利要求
1.ー種高溫耐氧化抗磨鑰合金，其特徵在幹是由以下重量份的組分組成Cr 5 15%, Ti L O 5. 0%,Nb L O 5. 0%, C O. 25 L 90%，餘量為鑰及不可避免的雜質。
2.一種如權利要求I所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的製備方法，其特徵在於其步驟如下 1)根據配方中各組分的重量百分比，取鉻粉、TiH2粉、鈮粉、碳粉和鑰粉均勻混合，得到混合粉末； 2)將混合粉末在200 250MPa條件下冷等靜壓製成坯料； 3)將坯料在1780 1850°C的氫氣氣氛下燒結10 20小時，製得高溫耐氧化抗磨鑰I=I O
3.根據權利要求2所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的製備方法，其特徵在於步驟I)採用混料機進行混料20 30小時。
4.根據權利要求2所述高溫耐氧化抗磨鑰合金的製備方法，其特徵在於所述TiH2粉採用鈦粉替代。
全文摘要
本發明公開了一種高溫耐氧化抗磨鉬合金及其製備方法，其中高溫耐氧化抗磨鉬合金是由以下重量份的組分組成Cr 5～15％、Ti 1.0～5.0％、Nb 1.0～5.0％，C 0.25～1.90％，餘量為鉬及不可避免的雜質。本發明高溫耐氧化抗磨鉬合金的再結晶溫度達到1200-1300℃，高溫抗蠕變性能是TZM鉬合金的12～1.5倍，高溫強度和硬度是TZM鉬合金的1.5-2.0倍，在空氣中500℃-800℃條件下的耐磨性為TZM鉬合金的1.5-2.0倍。本發明的鉬合金配方同時解決了傳統鉬合金耐磨性與氧化性差的問題，且製備工藝簡單、易於控制，用常規的粉末冶金即可製備，因此本發明具有廣闊的應用前景。
文檔編號C22C27/02GK102690980SQ20121001129
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者周玉成, 張國賞, 徐流傑, 李保元, 李繼文, 馬向東, 魏世忠 申請人:河南科技大學