金鉬股份“高性能鉬合金材料制備關鍵技術及其應用”項目喜獲國家技術發明二等獎

2014年1月10日，在北京人民大會堂舉行的國家科技獎勵大會上，金堆城鉬業股份有限公司和西安交通大學共同承擔的“高性能鉬合金材料制備關鍵技術及其應用”項目喜獲國家技術發明獎二等獎。

該項目揭示了多尺度稀土氧化物摻雜鉬合金的形變斷裂機理與主導因素，提出了納米摻雜強韌化的新思路，突破了鉬合金中稀土氧化物的納米化及其非團聚性均勻彌散分布等關鍵技術瓶頸，發明了高性能鉬合金材料制備關鍵技術，大幅度提高了鉬合金強度與延、韌性及使用壽命。項目研究過程中獲授權國家發明專利11項，發表相關論文64篇，SCI收錄28篇，其中一篇發表在影響因子達到35.75的國際著名期刊《Nature Materials》，著作 2部，制定企業標準14項。業內專家認為本項目“技術難度大、構思新穎獨特、創新性突出且具有實用性，屬原創性技術發明，處于國際領先水平”。

由于稀土元素能夠有效改善鉬的強韌性，稀土摻雜鉬合金在工業領域應用廣泛，但國產稀土鉬合金的產品質量與西方國家相比存在一定差距，這限制了國產鉬合金的生產、應用與發展。

項目團隊根據鉬金屬的強化理論和生產實踐，制定出從源頭上改善原料基本性能，結合最優的板材加工工藝，生產出性能優良、經久耐用的鉬合金制品的研究思路。

將稀土元素以分子級均勻分散到鉬基體中是項目遇到的第一個難點，要解決這個難點必須首先克服:稀土與鉬化學合成過程不均勻;結晶過程偏析、聚集而導致不均勻;晶漿中稀土元素賦存分布不均勻。為此項目組提出了“稀土鉬酸銨”這一鉬化學領域的全新概念。

項目組首先成功合成稀土鉬多酸配合物，再以該配合物作為晶種，通過控制配合物濃度來控制成核數。最終確定并優化出工藝參數，獲取晶瑩剔透、非團聚、流動性強、稀土分布均勻的稀土鉬酸銨;進而制備出加工性能優良、納米級稀土氧化物均勻彌散的鉬金屬，其強度和斷裂韌性顯著高于同類產品;由這種鉬金屬生產的鉬絲的強度和延伸率得到較大提高，斷絲率顯著降低。

由于鉬金屬具有塑性差、塑脆轉變溫度低、熱導率高等特點，通常只能對1 mm以下的薄鉬板進行拉深加工，大厚壁、大規格鉬器皿的拉深成形始終是國內空白。

攻關組制定了從微觀上優化晶粒組織、改善原材料性能、創新生產工藝的研究思路。首先研制出均勻彌散分布的納米摻雜稀土鉬合金，再對常規的鉬板生產工藝進行優化，制備出再結晶溫度高、低塑脆轉變溫度、高延伸率、具有各向同性、適于拉深加工的鉬合金板材。在大厚壁鉬合金器皿拉深成形工藝上，攻關組打破傳統思路，首次采用熱成形理論和技術，利用一種具有加熱室的四柱液壓機，將成型模具和鉬板同步進行精準的可控加熱，有效克服了冷拉深的缺陷，解決了成形過程中鉬板溫降和溫度分布不均勻的技術難題，在400～1 200℃以較慢壓下速度進行鉬板拉深加工，能夠成功實現1～6 mm壁厚鉬合金舟皿的熱成形。

目前，金鉬股份已在大批量生產這種強韌性好、內外表面光滑、無褶皺的鉬合金舟皿，并將其應用于鉬粉生產中，不僅顯著提升了料舟的使用壽命，還大大降低了鉬粉中的雜質含量，提升了鉬粉的品質。可以說，這次研究實踐豐富了鉬合金塑性成形理論、工藝和裝備，實現了鉬制品加工的集成創新。

以該項目為依托，項目團隊還開發出一種新型粉末冶金工藝，將真空燒結與氣氛燒結相結合，極大程度去除了氣體元素和低熔點雜質，最終生產出純度達到99.99%的高純鉬金屬，這種高純鉬金屬已用于生產高檔鉬電極、高純鉬靶材等。

該項目歷時十余年，先后獲得多個國家及地方財政支持，如:國家高技術研究發展(863)計劃:“高強韌鉬合金絲產業化關鍵技術研發”和“高性能鉬合金材料制品關鍵技術開發”;國家自然科學基金:“鉬合金多重強化效果的單因素相關性研究”和“納米氧化鑭摻雜細晶鉬硅硼合金制備及其組織性能優化;陜西省13115科技創新工程:“復合強化長壽命高溫鉬合金舟研制”和“鉬合金粉體低溫還原、超細燒結技術及裝備研發”;陜西省重大科技創新專項:“高純鉬電級的研究開發”等。

國家獎的獲得激勵著金鉬股份向科技研發進行更多投入，加快產學研結合，專注產品附加值的提高，掌握核心競爭力，不僅實現科研創新，還將促進管理創新，從科技進步中得到回報，在管理中增加活力，最終實現企業由原料供應商向生產服務商轉型。