具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金及其制造方法技術(shù)

一種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金及其制造方法，將至少四個(gè)具有高熔點(diǎn)的金屬元素與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物進(jìn)行高溫合金制程，由于該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物能夠溶解進(jìn)入該高熔點(diǎn)金屬元素內(nèi)，故能夠?qū)⒃摳呷埸c(diǎn)金屬元素的體心立方結(jié)構(gòu)，進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的改變，使該高熔點(diǎn)金屬元素成為面心立方結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)該至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素及該至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物經(jīng)由高溫形成一合金材料后，該合金材料系會(huì)具有面心立方結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)，因此該合金材料即可方便進(jìn)行軋延、鍛造、塑變等后續(xù)加工制程。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)關(guān)于ー種，尤其是ー種將至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素進(jìn)行混合高溫合金制程，即可形成ー種。
技術(shù)介紹
日前，美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)出了一種由鎢(化學(xué)符號(hào)為W，其熔點(diǎn)為33800C )、鉭(化學(xué)符號(hào)為Ta，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)2996°C )、鑰(化學(xué)符號(hào)為Mo，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)2620°C )、鈮(化學(xué)符號(hào)為Nb，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)2468°C )、釩(化學(xué)符號(hào)為V，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)17300C )所組成的高強(qiáng)度合金，其種類有體心立方結(jié)構(gòu)四元W-Nb-Mo-Ta及體心立方結(jié)構(gòu)五兀 W-Nb-Mo-Ta-V 的高強(qiáng)度合金(請(qǐng)參考附件一，Refractory high-entropy alloys,Intermetallics 18(2010)1758-1765)；但是由于這ー類的高溫耐火合金的組成元素，如鎢(化學(xué)符號(hào)為W，其熔點(diǎn)為33800C )、鉭(化學(xué)符號(hào)為Ta，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)2996°C )、鑰(化學(xué)符號(hào)為Mo，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)26200C )、鈮(化學(xué)符號(hào)為Nb，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)2468°C )、錸(化學(xué)符號(hào)為Re，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)3180°C )、釩(化學(xué)符號(hào)為V，其熔點(diǎn)為熔點(diǎn)1730°C )，當(dāng)于室溫下，除了錸是六方最密堆積結(jié)構(gòu)(HCP,hexagonal close-packed)以外，其他大都為體心立方結(jié)構(gòu)(BCC,body-centeredcubicノ ；而這些組成合金的組成元素的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是可耐高溫，延性轉(zhuǎn)脆性溫度(ductile-to brittle transition temperature)高，如鶴可高達(dá) 300 °C 以上，因此當(dāng)處于室溫下的強(qiáng)度極高，故極難進(jìn)行軋延(rolling)、鍛造(forging)、塑變(plasticdeformation)、大量快速加工變形(working deformation)等后續(xù)加工處理制程；因此，即使美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)出了一種高強(qiáng)度合金，但缺點(diǎn)是晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，因此在低溫不具延展性，故對(duì)于ー些合金產(chǎn)品的廠商來講，其使用性是非常不便利的。另外，目前針對(duì)高溫耐火合金的其他研究資料如下I.中國(guó)TW專利技術(shù)專利公告號(hào)TW 1279445及美國(guó)專利技術(shù)專利公開號(hào)US 20080257107,系提供ー種硬金屬組合物，其包括具有第一材料的硬粒子以及具有與第一材料不同的第二材料的粘結(jié)劑基質(zhì)，該第二材料包含錸(Re)或鎳基超合金；另，所指硬金屬可以在固態(tài)相以及在比較低的燒結(jié)溫度下，藉由兩階段燒結(jié)步驟而制造大體上是全致密的硬金屬。然而，本件引證案(TW 1279445,US 20080257107)如此所制程出的硬金屬主要是為了增加金屬的強(qiáng)度與硬度，因此與本專利技術(shù)所使用的技術(shù)手段與目的明顯完全不相同。2.中國(guó)TW專利技術(shù)專利公告號(hào)TW 1279445，是ー種制備金屬玻璃基復(fù)合材料塊材的方法，先利用以高能量球磨機(jī)進(jìn)行的機(jī)械合金法球磨制程，將內(nèi)含金屬玻璃基復(fù)合材料粉末與磨球的球磨罐置于震動(dòng)式球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)或攪磨機(jī)的高能量球磨機(jī)，制備基材具有由玻璃轉(zhuǎn)換溫度(Tg)和結(jié)晶化溫度(Tx)的溫度差值界定的寬廣過冷液態(tài)區(qū)的金屬玻璃基復(fù)合材料粉末，再將此具過冷液態(tài)區(qū)的金屬玻璃復(fù)合材料粉末置于熱壓成型裝置中升溫至過冷液態(tài)區(qū)間范圍內(nèi)進(jìn)行持溫，期間并持續(xù)加壓増加粉末胚體的致密度以獲得金屬玻璃基復(fù)合材料塊材，此金屬玻璃基復(fù)合材料塊材由非晶質(zhì)相基材與碳化物強(qiáng)化相構(gòu)成。然而，本件引證案(TW 1279445)所提及的非晶質(zhì)相基材是ー種內(nèi)部原子排列為隨機(jī)的或是不含結(jié)晶構(gòu)造的材料，因此與本專利技術(shù)所使用的技術(shù)手段與目的明顯完全不相同。3.中國(guó)專利技術(shù)專利公告號(hào)CN 1490423A，是ー種耐高溫抗粘著碳化鎢基硬質(zhì)合金的制造方法，其采用的粘結(jié)相粉末母合金以變形Co基高溫合金為基礎(chǔ)，含Co、Cr、Ni、W、Al等元素，并剔除了于硬質(zhì)合金性能有害的元素，加入了促使在硬質(zhì)合金加工エ件過程中，在合金表面形成氧化物緊密粘著層的元素。然而，本件引證案(CN1490423A)的目的性及所使用的技術(shù)手段與本專利技術(shù)完全不相同。4.美國(guó)專利技術(shù)專利號(hào)US 4，066，451，是ー種耐火切堅(jiān)硬的碳化物合金，其由呈現(xiàn)微細(xì)粒狀及硬兩相地次碳化合的混合物(Mo，W) C、(Mo，W) 2C及固態(tài)溶液所組成，并以固相沉積法形成。然而，本專利技術(shù)使用多種高熔點(diǎn)的金屬元素與其碳化物進(jìn)行高溫合金制程，故與本件引證案(US 4, 066,451)的目的性及所使用的技術(shù)手段與本專利技術(shù)完全不相同。 因此，若能提供一種具延展性的高溫耐火合金及其制造方法，能夠制成一具延展性的高溫耐火合金及其制造方法，以利于后續(xù)處理制程，應(yīng)為ー最佳解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的即在于提供一種具低的延性轉(zhuǎn)脆性溫度的高溫耐火合金及其制造方法，為了經(jīng)由高溫形成合金材料后，該合金材料會(huì)具有面心立方結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)，因此該合金材料即可方便進(jìn)行軋延、鍛造、塑變等后續(xù)加工制程及使用，同時(shí)，可藉由高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物，使該高熔點(diǎn)金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)，改變成為面心立方結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)公開了ー種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，為由至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物經(jīng)由高溫制成一合金材料，而該合金材料的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。其中，該高熔點(diǎn)金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)。其中，該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。其中，該高熔點(diǎn)金屬元素系為鶴、鉭、鑰、銀或fL的具有高熔點(diǎn)的金屬元素。還公開了ー種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金的制造方法，其步驟為對(duì)于欲制成合金的多個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素，先進(jìn)行高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物調(diào)制；將該高熔點(diǎn)金屬元素及高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物，經(jīng)由球磨混合均勻；以及將經(jīng)由球磨混合均勻后的材料，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)制程，以制成一合金物質(zhì)。其中，該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物會(huì)溶解進(jìn)入該高熔點(diǎn)金屬元素中，因此該高熔點(diǎn)金屬元素能與該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物進(jìn)行潤(rùn)濕并結(jié)合，以使混合后的晶體結(jié)構(gòu)形成面心立方結(jié)構(gòu)。其中，當(dāng)至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物混合后，使最后形成的合金物質(zhì)具有面心立方結(jié)構(gòu)。其中，該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物調(diào)制使用機(jī)械合金法。其中，該高溫?zé)Y(jié)制程使用電弧熔煉法。其中，該高溫?zé)Y(jié)制程使用粉末冶金制造WC-Co法。其中，該高溫?zé)Y(jié)制程使用粉末冶金制造TiC-Ni法。本專利技術(shù)所提供的ー種，與其他習(xí)用技術(shù)相互比較時(shí)，更具備下列優(yōu)點(diǎn)I.本專利技術(shù)經(jīng)由高溫制程形成合金材料后，使該合金材料具有面心立方結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)，因此該合金材料即可方便進(jìn)行軋延、鍛造、塑變等后續(xù)加工制程與使用。2.本專利技術(shù)能夠藉由高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物，混合進(jìn)入相同的高熔點(diǎn)金屬元素，使原本高熔點(diǎn)金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)，改變成為面心立方結(jié)構(gòu)；因此當(dāng)至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素及至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物進(jìn)行高溫制程后，即可形成一具有面心立方結(jié)構(gòu)的合金物質(zhì)。附圖說明圖I :為本專利技術(shù)ー種的合金制 造流程圖；以及圖2 :為本專利技術(shù)ー種的X-光粉末繞射儀量測(cè)圖。具體實(shí)施例方式有關(guān)于本專利技術(shù)的前述及其他
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。請(qǐng)參閱圖I為本專利技術(shù)ー種的合金制造流程圖，由圖中可知，其流程包含I.對(duì)于欲制成合金的至少四個(gè)高本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，為由至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物經(jīng)由高溫制成的一合金材料，而該合金材料的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】
1.ー種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，為由至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素與至少四個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物經(jīng)由高溫制成的一合金材料，而該合金材料的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求I所述具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，其特征在干，該高熔點(diǎn)金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求I所述具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，其特征在干，該高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求I所述具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金，其特征在干，該高熔點(diǎn)金屬元素為鶴、鉭、鑰、銀或fL的具有高熔點(diǎn)的金屬元素。5.ー種具常溫及低溫延展性的高溫耐火合金的制造方法，其步驟為 對(duì)于欲制成合金的多個(gè)高熔點(diǎn)金屬元素，先進(jìn)行高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物調(diào)制； 將該高熔點(diǎn)金屬元素及高熔點(diǎn)金屬元素的碳化物，經(jīng)由球磨混合均勻；以及 將經(jīng)由球磨混合均勻后的材料，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)制程，以制成一合金物質(zhì)。6.如權(quán)利要求5所述具常溫及低溫延展性的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳瑞凱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陳瑞凱，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：