高性能钼棒制备工艺研究.pdf

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1、第29卷第6期Ｖｏｌ．29，Ｎｏ．6２０14年12月ＣｈｉｎａＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｄｕｓｔｒｙDec.２０14DOI：10.3969/j.issn.１００9－062２.2014.06.011高性能钼棒制备工艺研究杨晓维，李高林，王飞，武宇（西安诺博尔稀贵金属材料有限公司，陕西西安710210）摘要：X射线管转轴的高性能钼棒制备是钼材加工中的一个难点，研究选用适宜的钼粉，制定合理烧结工艺，采用特殊的锻造工艺，生产出性能指标达到美国ASTM387-90标准的钼棒。结果表明：采用平均粒度2.2μm，松装密度1.14g/cm3的钼粉压制后

2、在氢气感应炉中1920℃烧结3h后，再采用加热1200~1400℃，道次加工率24%~2%，总加工率74%，5次模锻的锻造工艺能获得密度为10.2g/cm3的钼棒，再经900℃保温半小时的消应力退火，可以得到抗拉强度大于620MPa，延伸率大于30%，组织结构均匀的高性能钼棒。关键词：钼粉；钼棒烧结；锻造；力学性能；抗拉强度；延伸率中图分类号：TF841.2；TG146.412文献标识码：A钼具有许多优异的物理性能、机械性能和化学成的钼粉压制烧结后可得到加工性能好的钼棒。钼性能，广泛地应用于国民经济建设，国防建设和科研棒的纯度主要

3、取决于钼粉的纯度[3]。粉末的物理性各个部门之中。随着科学技术进步，钼的应用范围越能、松装比重，平均粒度如表1，化学成分如表2。钼来越广泛[1]，旋转阴极X射线管就是国内近几年发粉的粒度由激光粒度分析仪测出。展起来的一种新型X射线管，它比原有固定阴极X表1钼粉物理性能射线管具有集点小、功率大、散热快、可长期工作的平均粒度/μm松装比重（/g·cm-3）摇实密度（/g·cm-3）优点。金属钼具有高熔点、高温强度大的特性，是作2.51.142.1为旋转阴极X射线管转轴的必需材料。X射线管转表2钼粉化学成分%轴支撑着处于高温状态及高速旋

4、转的钼基钨靶，并FeNiCuAlSiCa将钨靶的热量向转动部分进行传导。由于钨靶工作≤0.003≤0.002＜0.001＜0.002＜0.002＜0.001时经常启动、停止，转轴承受很大的冲击力矩，很容MgPCOMo易造成转轴断裂，因此作为X射线管转轴的钼棒，＜0.002＜0.001＜0.005＜0.10余量就应具有特殊的性能[2]。国内以锻造方式生产钼棒企业整体设备的系统性都不强，难以保证生产出对1.2压制、烧结强度、延伸率均有要求的高性能钼棒。研究通过选用1.2.1压制适宜的钼粉，制定合理烧结工艺，采用特殊的锻造工粉末压制设备

5、：川西机器厂生产的直径500mm×艺，生产出的性能指标达到美国ASTM387-90标准1500mm冷等静压机，最大压制力2000t。冷等静的钼棒。压技术是采用帕斯卡原理，在各个方向上压力处处相等，能够制备密度高且均匀、各向同性、细长比大、1试验过程形状复杂和接近最终形状的粉末制品。1.1钼粉压型模具：西北橡胶厂生产的直径75mm，长度钼粉的物理性能对于压制过程，烧结坯密度及400mm的橡胶套。最终材料性能都有很大影响，适宜的颗粒和粒度组压制工艺：压制压力2000kg/cm2，保压时间2min，收稿日期：２０14-09-09作者简介

6、：杨晓维（1981-），男，陕西宝鸡人，工程师，主要从事铌及铌合金加工、难熔金属及合金加工研究。第6期杨晓维，等：高性能钼棒制备工艺研究51压型后棒坯尺寸：直径58～60mm，长度320mm。表4钼棒机械性能压坯的相对密度为58%；粉末压型的收缩率约状态抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/％为20%。消应力退火态62854833未退火态695650241.2.2烧结烧结设备：通氢中频感应烧结炉，炉膛尺寸为：（5）微观组织，通过金相显微镜进行金相组织观直径300mm×400mm。保护气体：氢气，露点－25℃。察分析，从图1可以看

7、出，烧结后的钼棒晶粒细小，烧结工艺：0~1920℃，1920±20℃保温3h，随为等轴状晶粒，且晶粒间的结合力不强，晶界比较脆炉自然冷却。弱，容易沿晶界发生脆性断裂[4]。而经锻造后的晶粒烧结后坯料尺寸：直径为50～52mm，长度为长度小于5μm，晶粒被拉长变形。在同一体积内晶3，晶粒数：1500个。化学成分粒数目较多，更多的晶粒发生变形分散，变形均匀[5]。270mm，密度：9.7g/cm见表3。引起的应力集中较小，使材料在断裂前可以承受较表3烧结钼棒坯化学成分%大的变形量，晶粒之间的结合力增强，对裂纹的敏感FeNiAlSiCa

8、Mg性大为降低，从而导致钼棒的强度增大，同时使材料＜0.003＜0.002＜0.002＜0.002＜0.001＜0.002具有良好的室温韧性[6]。锻造后，随着变形量的增PCNOMo大，晶粒由细小的等轴状被拉长变形，逐渐变成纤维＜0.0010.00