本發(fā)明涉及一種坩堝,具體涉及一種稀土鎢合金坩堝及其制造方法。
背景技術(shù):
鎢坩堝具有優(yōu)異的耐高溫性能和導(dǎo)電性能高,熱膨脹系數(shù)低,廣泛應(yīng)用于led晶片的生產(chǎn)?,F(xiàn)有技術(shù)中的鎢坩堝一般是純鎢制作而成,純鎢在高溫狀態(tài)下容易氧化而生成氧化物,在晶界上富集而降低晶界強(qiáng)度,降低耐高溫性能,抗蠕變強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致韌性差,降低了鎢坩堝的使用壽命。因此,為了避免現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn),有必要對現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足,提供一種耐用性能高、使用成本低的稀土鎢合金坩堝。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種稀土鎢合金坩堝的制造方法。
本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種稀土鎢合金坩堝,按質(zhì)量百份比包括1.3%~2.5%的氧化鑭和97.5%~98.7%的鎢。
進(jìn)一步,所述氧化鑭的含量為1.5%~2.2%。
進(jìn)一步,所述氧化鑭的含量為2%。
一種稀土鎢合金坩堝的制造方法,包括以下步驟:
步驟(1):制備稀土鎢合金,按質(zhì)量百份比稱取94.6%~96.8%的仲鎢酸銨和3.2%~5.4%的稀土,把仲鎢酸銨加入反應(yīng)釜并加熱至70℃~90℃,然后在反應(yīng)釜中加入稀土,繼續(xù)加熱并攪拌直至變成干燥的復(fù)合粉末,然后在氫氣的保護(hù)下高溫還原得到稀土鎢合金粉末,所述稀土鎢合金粉末含有1.3%~2.5%的氧化鑭;
步驟(2):制備稀土鎢合金坩堝坯料,把步驟(1)制得的稀土鎢合金粉末裝入膠模中,再裝入等靜壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行高壓壓制得到稀土鎢合金坩堝毛坯料;對稀土鎢合金坩堝毛坯料進(jìn)行預(yù)燒結(jié),預(yù)燒結(jié)溫度為1100℃~1250℃,預(yù)燒結(jié)時(shí)間為30min~45min,制得稀土鎢合金坩堝精坯料;
步驟(3):制備成品,在中頻感應(yīng)爐中對步驟(2)的稀土鎢合金坩堝精坯料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),高溫?zé)Y(jié)溫度為2350℃~2420℃,高溫?zé)Y(jié)時(shí)間為12h,制得稀土鎢合金坩堝半成品;對稀土鎢合金坩堝半成品進(jìn)行表面光潔度和精度加工處理得到稀土鎢合金坩堝成品。
進(jìn)一步,所述步驟(1)所述稀土含有99%以上的硝酸鑭。
進(jìn)一步,所述步驟(1)所述稀土鎢合金粉末含有2%的氧化鑭。
進(jìn)一步,所述步驟(1)中的高溫還原溫度為900℃。
進(jìn)一步,所述步驟(1)稱取95%的仲鎢酸銨和5%的稀土。
進(jìn)一步,所述步驟(2)預(yù)燒結(jié)溫度為1200℃,預(yù)燒結(jié)時(shí)間為40min。
進(jìn)一步,所述步驟(3)高溫?zé)Y(jié)溫度為2400℃。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明通過稀土中的鑭金屬元素與鎢反應(yīng)產(chǎn)生鎢合金,由于鎢合金中的氧化鑭能均勻彌散分布,細(xì)化了材料的晶粒,能顯著提高鎢合金的力學(xué)性能,從而增強(qiáng)鎢合金的可塑性和抗裂變抗拉強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
一種稀土鎢合金坩堝,按質(zhì)量百份比包括1.3%~2.5%的氧化鑭和97.5%~98.7%的鎢。氧化鑭的含量為1.5%~2.2%較佳。作為一種具體實(shí)施方式,氧化鑭的含量為2%。
一種稀土鎢合金坩堝的制造方法,包括以下步驟:
步驟(1):制備稀土鎢合金,按質(zhì)量百份比稱取94.6%~96.8%的仲鎢酸銨和3.2%~5.4%的稀土,把仲鎢酸銨加入反應(yīng)釜并加熱至70℃~90℃,然后在反應(yīng)釜中加入稀土,繼續(xù)加熱并攪拌直至變成干燥的復(fù)合粉末,然后在氫氣的保護(hù)下高溫還原得到稀土鎢合金粉末,稀土鎢合金粉末含有1.3%~2.5%的氧化鑭;作為一種具體實(shí)施方式,稱取95%的仲鎢酸銨和5%的稀土,稀土含有99%以上的硝酸鑭,稀土鎢合金粉末含有2%的氧化鑭,高溫還原溫度為900℃。
步驟(2):制備稀土鎢合金坩堝坯料,把步驟(1)制得的稀土鎢合金粉末裝入膠模中,再裝入等靜壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行高壓壓制得到稀土鎢合金坩堝毛坯料;對稀土鎢合金坩堝毛坯料進(jìn)行預(yù)燒結(jié),預(yù)燒結(jié)溫度為1100℃~1250℃,預(yù)燒結(jié)時(shí)間為30min~45min,制得稀土鎢合金坩堝精坯料;預(yù)燒結(jié)溫度為1200℃,預(yù)燒結(jié)時(shí)間為40min。
步驟(3):制備成品,在中頻感應(yīng)爐中對步驟(2)的稀土鎢合金坩堝精坯料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),高溫?zé)Y(jié)溫度為2350℃~2420℃,高溫?zé)Y(jié)時(shí)間為12h,制得稀土鎢合金坩堝半成品;對稀土鎢合金坩堝半成品進(jìn)行表面光潔度和精度加工處理得到稀土鎢合金坩堝成品。高溫?zé)Y(jié)溫度為2400℃。
本發(fā)明的稀土鎢合金坩堝在高溫使用時(shí)會(huì)阻礙晶粒的生長,增強(qiáng)了鎢坩堝的抗氧化、耐高溫性能,從而提高了鎢坩堝抗拉強(qiáng)度,提高了塑性及韌性,綜合力學(xué)性能得到提高,耐用性能提高30%以上,降低了使用成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。