1.本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型高性能鉬合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.鉬合金是一類具有戰(zhàn)略意義且不可再生的稀有的難熔合金，其具有高熔點(diǎn)、良好的導(dǎo)熱性、低的膨脹系數(shù)、極好的抗熱震性能以及耐熱疲勞性能。因而鉬合金及其合金在航空航天，核工業(yè)、機(jī)械、冶金等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)由于我國(guó)的鉬儲(chǔ)量，產(chǎn)量以及消費(fèi)量均居全球第一，因而如何高效的利用鉬及其合金制備高性能產(chǎn)品具有重要的戰(zhàn)略意義，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

3.目前，由于鉬及鉬合金通常具有高密度、較低的再結(jié)晶溫度、高的韌脆轉(zhuǎn)變溫度、顯著的室溫脆性、低比強(qiáng)度等缺點(diǎn)，使其前期鑄造和后期加工成形等都受到很大限制以至于嚴(yán)重制約了鉬合金的應(yīng)用與發(fā)展。同時(shí)，由于傳統(tǒng)的制造方法如真空電弧熔煉法和粉末冶金法等都要相當(dāng)長(zhǎng)的生產(chǎn)周期、成品率低、后期加工復(fù)雜、工藝繁瑣等，因而，如何利用先進(jìn)的成形手段制備具有結(jié)構(gòu)/性能一體化的輕量化的鉬合金產(chǎn)品，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，激光選區(qū)熔化技術(shù)已被成功應(yīng)用于開發(fā)高性能鈦合金、鋁合金、鋼、高溫鎳基合金以及金屬基復(fù)合材料。然而對(duì)于鉬合金這類難熔合金，其成形過程中快速熔/凝過程會(huì)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致所成形合金中極易產(chǎn)生晶間裂紋，貫穿裂紋等顯著缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有的鉬合金容易產(chǎn)生裂紋以及強(qiáng)韌性較低。

4.上述內(nèi)容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的主要目的在于提供一種新型高性能鉬合金及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有的鉬合金容易產(chǎn)生裂紋以及強(qiáng)韌性較低的技術(shù)問題。

6.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種新型高性能鉬合金的制備方法，所述新型高性能鉬合金的制備方法包括以下步驟：

7.獲取用于制備鉬合金的商用純mo粉；

8.往所述商用純mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到mo粉混合物；

9.通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述mo粉混合物，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；

10.通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。

11.可選地，所述商用純mo粉的粒徑為15～53μm，所述商用純mo粉的成分包含cd、ca、fe、si、ni、cr、p、cu、o和mo。

12.可選地，所述商用純mo粉各成分含量分別為：

13.cd：0～0.001wt.％；

14.ca：0～0.001wt.％；

15.fe：0.0005wt.％；

16.si：0.010wt.％；

17.ni：0.006wt.％；

18.cr：0.001wt.％；

19.p：0～0.001wt.％；

20.cu：0～0.0001wt.％；

21.o：0.010wt.％；

22.mo：余量。

23.可選地，所述鈦顆粒和/或所述鋯顆粒的粒徑為5～10μm，所述鈦顆粒和/或所述鋯顆粒含量占所述mo粉混合物對(duì)應(yīng)的重量百分比為0.5～5wt.％。

24.可選地，通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，在氬氣保護(hù)氣氛下，按照預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速攪拌所述mo粉混合物持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；

25.通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，在氬氣保護(hù)氣氛下將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。

26.可選地，所述氬氣保護(hù)氣氛對(duì)應(yīng)的氬氣純度為99.99％；

27.所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速為70～200r/min，所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為2～10小時(shí)。

28.可選地，通過選區(qū)激光熔化技術(shù)的金屬打印機(jī)，按照配置所述金屬打印機(jī)對(duì)應(yīng)的成形參數(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金；

29.所述成形參數(shù)包括預(yù)設(shè)功率輸入、預(yù)設(shè)掃描速度、預(yù)設(shè)掃描間距、預(yù)設(shè)層厚和預(yù)設(shè)掃描模式。

30.可選地，所述預(yù)設(shè)功率輸入為200～300w，所述預(yù)設(shè)掃描速度為200～400mm/s，所述預(yù)設(shè)掃描間距為0.06～0.10mm，所述預(yù)設(shè)層厚為0.02～0.06mm，所述預(yù)設(shè)掃描模式為相鄰層間交替旋轉(zhuǎn)90

°

光柵掃描模式。

31.此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種新型高性能鉬合金，所述新型高性能鉬合金采用以上任一項(xiàng)所述的新型高性能鉬合金的制備方法制造，所述新型高性能鉬合金包含鈦和/或鋯，以及鉬。

32.可選地，所述新型高性能鉬合金的極限壓縮強(qiáng)度、極限壓縮應(yīng)變與維氏硬度分別為978

±

20mpa、18.2

±

1.9％和361

±

2hv

0.05

。

33.本發(fā)明通過獲取用于制備鉬合金的商用純mo粉；往所述商用純mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到新型mo粉混合物；通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述mo粉混合物，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。本發(fā)明采用選區(qū)激光熔化技術(shù)制備了一種新型無裂紋高力學(xué)性能的mo合金，通過在制備鉬合金的商用純mo粉中添加鈦顆粒和/或鋯顆粒，使微觀的鈦元素和/或鋯元素均勻地固溶入mo合金，可消除mo合金晶粒間的熱裂紋，并提高mo合金自身強(qiáng)度，從而制備出近全致密高性能的鉬合金。

附圖說明

34.圖1為本發(fā)明新型高性能鉬合金的制備方法一實(shí)施例的流程示意圖；

35.圖2為本發(fā)明所制備的新型鉬合金合金的相分析結(jié)果示意圖；

36.圖3和圖4分別為傳統(tǒng)鉬合金和本發(fā)明新型鉬合金在顯微下的形貌示意圖；

37.圖5和圖6分別為傳統(tǒng)鉬合金和本發(fā)明新型鉬合金的ebsd分析的泰勒因子(tf)形貌圖和tf分布圖；

38.圖7和圖8分別為傳統(tǒng)鉬合金和本發(fā)明新型鉬合金的幾何必須位錯(cuò)分布圖和晶粒尺寸分布圖；

39.圖9為傳統(tǒng)鉬合金和本發(fā)明新型鉬合金的壓縮應(yīng)力

?

應(yīng)變曲線示意圖。

40.本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

41.應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

42.本發(fā)明提供一種新型高性能鉬合金的制備方法，參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明新型高性能鉬合金的制備方法一實(shí)施例的流程示意圖。

43.在本實(shí)施例中，該新型高性能鉬合金的制備方法包括以下步驟：

44.步驟s10，獲取用于制備鉬合金的商用純mo粉；

45.在本實(shí)施例中，商用純mo粉為用于制造鉬合金的粉狀混合物，包含mo以及微量的其他元素。需要說明的是，商用純mo粉中不含鈦或者鋯，mo為鉬的化學(xué)符號(hào)表示。

46.進(jìn)一步地，商用純mo粉包含cd(鎘)、ca(鈣)、fe(鐵)、si(硅)、ni(鎳)、cr(鉻)、p(磷)、cu(銅)、o(氧)和mo(鉬)等元素，且商用純mo粉的粒徑為15～53μm。

47.如下表的成分含量表所示，商用純mo粉各成分含量分別為：

48.cd：0～0.001wt.％；ca：0～0.001wt.％；fe：0.0005wt.％；si：0.010wt.％；ni：0.006wt.％；cr：0.001wt.％；p：0～0.001wt.％；cu：0～0.0001wt.％；o：0.010wt.％；mo：余量。

[0049][0050]

步驟s20，往所述商用純mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到mo粉混合物；

[0051]

在本實(shí)施例中，在制備鉬合金之前，往商用純mo粉中添加一定量的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到mo粉混合物，其中，mo粉混合物即為制備新型高性能鉬合金所需的原材料。需要說明的是，往商用純mo粉添加的鈦顆粒和/或鋯顆粒的含量均為微量，且往商用純mo粉添加的微量元素可以是鈦，也可以是鋯，還可以是兩者都添加，這是因?yàn)橥逃眉僲o粉添加鈦和/或鋯能夠使所制備的鉬合金達(dá)到同樣或者相似的高性能表現(xiàn)。

[0052]

進(jìn)一步地，所添加的鈦顆粒和/或鋯顆粒的粒徑均為5～10μm，鈦顆粒和/或鋯顆粒含量占mo粉混合物對(duì)應(yīng)的重量百分比為0.5～5wt.％，即預(yù)設(shè)重量百分比。

[0053]

步驟s30，通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述mo粉混合物，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；

[0054]

在本實(shí)施例中，往商用純mo粉中添加鈦和/或鋯得到mo粉混合物后，將mo粉混合物防止于三維震動(dòng)攪拌機(jī)中，以通過三維震動(dòng)攪拌機(jī)對(duì)mo粉混合物進(jìn)行攪拌，以使mo粉混合物中各成分充分混合均勻。本實(shí)施例中通過三維震動(dòng)攪拌機(jī)攪拌mo粉混合物的目的是使添加鈦顆粒和/或鋯顆粒和商用純mo粉中各成分充分混合，以使鈦顆粒和/或鋯顆粒在mo粉混合物中分布均勻，避免未充分混合均勻而導(dǎo)致所制備得到的鉬合金性能表現(xiàn)差。

[0055]

進(jìn)一步地，在氬氣保護(hù)氣氛下，通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，按照預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速攪拌mo粉混合物持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，以使mo粉混合物中各成分混合均勻；以及，在氬氣保護(hù)氣氛下，通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到新型高性能鉬合金。本實(shí)施例中，由于在高溫下，金屬材料容易氧化，因此為了隔絕氧氣，讓金屬在惰性氣體或還原氣體進(jìn)行保護(hù)，以進(jìn)行攪拌以及熔化mo粉混合物，常見的保護(hù)氣氛有水蒸氣、酒精氣體、氮?dú)?、氨分解氫保護(hù)氣氛等，在保護(hù)氣氛下，可以隔絕氧氣，同時(shí)保護(hù)氣氛可以作為傳熱介質(zhì)，有利于材料的受熱均勻。通過在氬氣保護(hù)氣氛，對(duì)mo粉混合物混合物進(jìn)行攪拌，以及在氬氣保護(hù)氣氛下熔化mo粉混合物，以使制備過程隔絕氧氣，防止材料氧化，以并且使材料能夠在高溫過程受熱均勻。

[0056]

進(jìn)一步地，氬氣保護(hù)氣氛的氬氣純度為99.99％，預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速為70～200r/min，預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為2～10小時(shí)。

[0057]

步驟s40，通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。

[0058]

在本實(shí)施例中，在充分混合鈦顆粒和/或鋯顆粒和商用純mo粉中各成分后，通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到新型高性能鉬合金。結(jié)果表明，微觀的鈦粒子和/或鋯粒子可均勻地固溶入mo合金中，且如圖2所示，所制備得到的鉬合金不產(chǎn)生第二相，并且微觀粒子的加入可消除mo合金晶粒間的熱裂紋并提高mo合金自身強(qiáng)度，從而制備出近全致密高性能的鉬合金。

[0059]

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明提出的新型高性能鉬合金的制備方法所制備得到的新型高性能鉬合金的力學(xué)性能，對(duì)新型高性能鉬合金進(jìn)行性能分析如下：

[0060]

如圖3的傳統(tǒng)mo合金的形貌所示，傳統(tǒng)mo合金沿晶界產(chǎn)生大量熱裂紋，這是導(dǎo)致相對(duì)密度降低的主要原因。如圖4的新型mo合金的形貌所示，鈦和/或鋯元素的加入可以明顯消除熱裂紋，并提高了新型mo合金合金的相對(duì)密度。

[0061]

泰勒因子(tf)經(jīng)常被用來表示在多晶中測(cè)量的流動(dòng)應(yīng)力，它是一個(gè)平均取向因子，取決于材料的紋理和假定滑移系的晶體學(xué)性質(zhì)。因此，tf值在一定程度上可以揭示殘余應(yīng)力和熱裂紋的形成。對(duì)鉬合金進(jìn)行ebsd(電子背散射衍射)分析，生成tf形貌圖和tf分布圖，如圖5所示，傳統(tǒng)鉬合金的晶粒眾多，tf值較低(2.0左右)，從傳統(tǒng)鉬合金的tf圖可以看出，熱裂紋沿tf值差較大的晶粒間晶界形成并擴(kuò)展。

[0062]

一般認(rèn)為，低泰勒因子晶粒是相對(duì)較低的應(yīng)變硬化跡象和容易變形的軟晶粒。然而，高泰勒因子晶粒作為具有高應(yīng)變硬化跡象的硬晶粒，被認(rèn)為具有更強(qiáng)的塑性變形抗力，

但會(huì)導(dǎo)致晶界處的晶格不連續(xù)。另一方面，低泰勒因子(軟)晶粒在快速冷卻過程中容易發(fā)生塑性變形而不重新取向，晶界處的晶格不順應(yīng)性和應(yīng)力集中增加，而晶界處的應(yīng)力集中促進(jìn)了熱裂紋的形成，并為熱裂紋的擴(kuò)展提供了方便的途徑。

[0063]

而通過分別對(duì)傳統(tǒng)鉬合金和本發(fā)明所制備的新型鉬合金進(jìn)行ebsd(電子背散射衍射)分析可以看到，參照?qǐng)D5以及圖6，經(jīng)過微顆粒(鈦顆粒和/或鋯顆粒)改性后的新型mo合金不僅提高了所制備的鉬合金的平均tf值(從3.15增加到3.29)和最小tf值，并使新型鉬合金的tf值分布均勻更加均勻。tf值的提高可以增強(qiáng)新型鉬合金晶粒抵抗變形的能力，tf值的均勻分布可以降低新型鉬合金中晶界處的應(yīng)力集中，能夠有效地防止鉬合金熱裂紋的形成。因此，鈦、鋯等微顆粒的加入可以有效地防止鉬合金熱裂紋的形成和擴(kuò)展。

[0064]

圖7和圖8分別為傳統(tǒng)鉬合金和新型鉬合金的幾何必須位錯(cuò)分布圖(gnd)和晶粒尺寸分布圖。如圖7(a1)所示，gnd的積累主要存在于熱裂紋周圍，熱裂紋周圍伴隨著tf值較低的軟晶粒。由于晶界處的gnd積累與施加在材料上的應(yīng)變水平的依賴關(guān)系，出現(xiàn)在熱裂紋周圍的gnd積累現(xiàn)象，表明選區(qū)激光熔化技術(shù)的熔化成形過程中產(chǎn)生了大量的殘余應(yīng)力，這促進(jìn)了軟晶粒的變形和晶粒間熱裂紋的形成，這一結(jié)果也與tf圖的分析相一致。如圖8所示的新型鉬合金的幾何必須位錯(cuò)分布圖和晶粒尺寸分布圖可以知道，微顆粒的加入不僅使新型鉬合金(4.05

×

10

14

m

?2)的平均gnd值高于傳統(tǒng)鉬合金(3.45

×

10

14

m

?2)，而且使gnd在mo合金中分布均勻。在新型鉬合金中，gnd的均勻分布表明，選區(qū)激光熔化過程中殘余應(yīng)力的形成并不能促進(jìn)熱裂紋的形成，但鈦、鋯等的加入使mo基體得到強(qiáng)化，導(dǎo)致了gnd晶粒的積累。從圖7(a2)和圖8(b2)可以看出，傳統(tǒng)鉬合金和新型鉬合金的晶粒尺寸主要分布在3～60μm之間。與傳統(tǒng)鉬合金的平均晶粒(16.2μm)相比，新型鉬合金的平均晶粒(13.7μm)更小。因此表明，鈦、鋯等微顆粒的加入對(duì)新型鉬合金中的晶粒尺寸沒有顯著影響。

[0065]

一般而言，金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制有四種:固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和晶粒細(xì)化強(qiáng)化。為闡明新型鉬合金的強(qiáng)化機(jī)理，結(jié)合微觀組織特征，對(duì)其系統(tǒng)地研究了4種強(qiáng)化機(jī)制。由于新型鉬合金的mo基體中沒有明顯的二次相，因此忽略了析出強(qiáng)化。

[0066]

定義鉬合金的屈服應(yīng)力為：σ

y,calc

＝σ0+σ

gd

+σ

dis

+σ

ss

[0067]

其中σ0為摩擦應(yīng)力,細(xì)化金屬的晶粒尺寸可以導(dǎo)致強(qiáng)度的急劇增加，這種強(qiáng)化增量的幅度可以用hall

?

petch方程來估計(jì)。

[0068]

定義晶粒細(xì)化的貢獻(xiàn)為：σ

gb

＝kd

?

1/2

[0069]

多晶中單個(gè)晶粒的相容變形要求引入幾何上必要的位錯(cuò)(gnd)，gnd的密度與晶粒尺寸成反比，gnd通過泰勒方程影響強(qiáng)度。用bailey

?

hirsch(或taylor)關(guān)系定義位錯(cuò)密度為：

[0070]

固溶強(qiáng)化σ

ss

是溶質(zhì)原子與位錯(cuò)相互作用的結(jié)果，這些相互作用可以分為非彈性相互作用、雙彈性相互作用、由原子有序引起的相互作用、化學(xué)效應(yīng)和引起局部電子結(jié)構(gòu)變化的相互作用。錯(cuò)彈性相互作用是溶質(zhì)原子附近晶格的膨脹與位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)周圍膨脹相互作用的結(jié)果。晶格常數(shù)隨溶質(zhì)合金含量c的變化最能描述順?biāo)苄韵嗷プ饔忙摹８鶕?jù)r.l.fleischer的理論，雙彈性相互作用是溶質(zhì)原子與基體之間鍵能局部變化的結(jié)果。最好用剪切模量g隨合金含量c的變化來定量，固溶硬化對(duì)總臨界剪切強(qiáng)度的貢獻(xiàn)τ

ss

取決于濃度c、指數(shù)p、ε

l

和指數(shù)q。其中，ε

l

是δ和η'的組合，α是評(píng)價(jià)δ和η'的參數(shù)。固溶強(qiáng)化σ

ss

的推導(dǎo)如下：

[0071][0072][0073][0074][0075]

σ

ss

＝mτ

ss

[0076]

根據(jù)計(jì)算得出位錯(cuò)強(qiáng)化對(duì)新型鉬合金的力學(xué)性能提升的影響最大(約占50％)，其次是晶粒強(qiáng)化(約占40％)，影響最小的是固溶強(qiáng)化(約占10％)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出鈦和/或鋯的添加對(duì)鉬基體的位錯(cuò)密度與泰勒因子都有明顯的提高，分析得出鈦和/或鋯的添加是mo合金屈服強(qiáng)度提高的關(guān)鍵因素，即鈦和/或鋯的添加是新型鉬合金性能提高的關(guān)鍵因素。

[0077]

本實(shí)施例提出的新型高性能鉬合金的制備方法，通過獲取用于制備鉬合金的商用純mo粉；往所述商用純mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到mo粉混合物；通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述mo粉混合物，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。本發(fā)明采用選區(qū)激光熔化技術(shù)制備了一種新型無裂紋高力學(xué)性能的mo合金，通過在制備鉬合金的商用純mo粉中添加鈦顆粒和/或鋯顆粒，使微觀的鈦元素和/或鋯元素均勻地固溶入mo合金，可消除mo合金晶粒間的熱裂紋，并提高mo合金自身強(qiáng)度，從而制備出近全致密高性能的鉬合金。

[0078]

此外，本發(fā)明實(shí)施例還提出一種新型高性能鉬合金，所述新型高性能鉬合金基于上述的新型高性能鉬合金的制備方法制造，所述新型高性能鉬合金包含鈦和/或鋯，以及鉬。

[0079]

進(jìn)一步地，所述新型高性能鉬合金的極限壓縮強(qiáng)度、極限壓縮應(yīng)變與維氏硬度分別為978

±

20mpa、18.2

±

1.9％和361

±

2hv

0.05

。

[0080]

分別對(duì)傳統(tǒng)鉬合金和新型高性能鉬合金進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，包括利用萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，維氏硬度計(jì)，獲得的合金壓縮強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變率、硬度，進(jìn)而分析缺陷對(duì)斷裂影響，裂紋源分布，斷裂模式。

[0081]

經(jīng)過測(cè)試，傳統(tǒng)鉬合金和新型鉬合金的室溫壓縮應(yīng)力

?

應(yīng)變曲線及其壓縮試驗(yàn)后的變形形貌如圖9所示(圖9(a)為傳統(tǒng)鉬合金壓縮試驗(yàn)后的變形形貌示意圖，圖9(b)為傳統(tǒng)鉬合金壓縮試驗(yàn)后的變形形貌示意圖)，傳統(tǒng)鉬合金試樣的抗壓強(qiáng)度為509

±

11mpa，斷裂應(yīng)變?yōu)?.1

±

0.3％。與其相比，新型鉬合金的極限抗壓強(qiáng)度(978

±

20mpa)和斷裂應(yīng)變(18.2

±

1.9％)分別提高了約92.1％和約256.1％。圖像顯示滑移面與壓縮力夾角為45

°

，表明傳統(tǒng)鉬合金和新型鉬合金均在的滑移面極限臨界分切應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂。然而，由于裂紋的存在，使得傳統(tǒng)鉬合金在壓縮力作用下裂紋的快速擴(kuò)展，導(dǎo)致了小孔缺陷和晶粒間裂紋等缺陷的快速失效，而新型slm mo合金由于具有較高的相對(duì)密度有助于合金獲得強(qiáng)度

?

塑性平衡。

[0082]

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排

他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)

……”

限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。

[0083]

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

[0084]

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在如上所述的一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(如rom/ram、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)終端設(shè)備(可以是手機(jī)，計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，空調(diào)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

[0085]

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述新型高性能鉬合金的制備方法包括以下步驟：獲取用于制備鉬合金的商用純mo粉；往所述商用純mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到mo粉混合物；通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述mo粉混合物，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。2.如權(quán)利要求1所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述商用純mo粉的粒徑為15～53μm，所述商用純mo粉的成分包含cd、ca、fe、si、ni、cr、p、cu、o和mo。3.如權(quán)利要求2所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述商用純mo粉各成分含量分別為：cd：0～0.001wt.％；ca：0～0.001wt.％；fe：0.0005wt.％；si：0.010wt.％；ni：0.006wt.％；cr：0.001wt.％；p：0～0.001wt.％；cu：0～0.0001wt.％；o：0.010wt.％；mo：余量。4.如權(quán)利要求1所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述鈦顆粒和/或所述鋯顆粒的粒徑為5～10μm，所述鈦顆粒和/或所述鋯顆粒含量占所述mo粉混合物對(duì)應(yīng)的重量百分比為0.5～5wt.％。5.如權(quán)利要求1所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，在氬氣保護(hù)氣氛下，按照預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速攪拌所述mo粉混合物持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，以使所述mo粉混合物中各成分混合均勻；通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，在氬氣保護(hù)氣氛下將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。6.如權(quán)利要求5所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述氬氣保護(hù)氣氛對(duì)應(yīng)的氬氣純度為99.99％；所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速為70～200r/min，所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為2～10小時(shí)。7.如權(quán)利要求1所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，通過選區(qū)激光熔化技術(shù)的金屬打印機(jī)，按照配置所述金屬打印機(jī)對(duì)應(yīng)的成形參數(shù)，將混合均勻后的mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金；所述成形參數(shù)包括預(yù)設(shè)功率輸入、預(yù)設(shè)掃描速度、預(yù)設(shè)掃描間距、預(yù)設(shè)層厚和預(yù)設(shè)掃描模式。8.如權(quán)利要求7所述的新型高性能鉬合金的制備方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)功率輸入為200～300w，所述預(yù)設(shè)掃描速度為200～400mm/s，所述預(yù)設(shè)掃描間距為0.06～0.10mm，所

述預(yù)設(shè)層厚為0.02～0.06mm，所述預(yù)設(shè)掃描模式為相鄰層間交替旋轉(zhuǎn)90

°

光柵掃描模式。9.一種新型高性能鉬合金，所述新型高性能鉬合金采用以上任一項(xiàng)所述的新型高性能鉬合金的制備方法制造，所述新型高性能鉬合金包含鈦和/或鋯，以及鉬。10.如權(quán)利要求9所述的新型高性能鉬合金，其特征在于，所述新型高性能鉬合金的極限壓縮強(qiáng)度、極限壓縮應(yīng)變與維氏硬度分別為978

±

20mpa、18.2

±

1.9％和361

±

2hv

0.05

。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種新型高性能鉬合金及其制備方法，該新型高性能鉬合金的制備方法包括以下步驟：獲取用于制備鉬合金的商用純Mo粉；往所述商用純Mo粉中添加預(yù)設(shè)重量百分比的鈦顆粒和/或鋯顆粒，得到Mo粉混合物；通過三維振動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌所述Mo粉混合物，以使所述Mo粉混合物中各成分混合均勻；通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，將混合均勻后的Mo粉混合物熔化成形，制備得到所述新型高性能鉬合金。本發(fā)明通過在制備鉬合金的商用純Mo粉中添加鈦顆粒和/或鋯顆粒，使微觀的鈦元素和/或鋯元素均勻地固溶入Mo合金，可消除Mo合金晶粒間的熱裂紋，并提高M(jìn)o合金自身強(qiáng)度，從而制備出近全致密高性能的鉬合金。鉬合金。鉬合金。

技術(shù)研發(fā)人員：王沛 張成

受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.20

技術(shù)公布日：2021/11/14