铌合金制备方法及加工工艺

铌合金制备方法包括锭坯制备、塑性加工、切削、焊接、热处理和涂层。

锭坯制备 主要有粉末冶金法和熔炼法。
粉末冶金法适用于小型铌制品和后加工用的锭坯的制备。
真空电子束熔炼、真空白耗电弧熔炼以及这两种熔炼方法相结合，是制备铌和铌合金锭坯的主要方法。
电子束熔炼用于铌和铌合金的提纯和制备小直径的锭坯。
自耗电弧熔炼可制备大尺寸和合金成分更均匀的锭坯。
采用电子束悬浮区域熔炼，可制备高纯铌和铌单晶锭坯。

与熔炼法相比，粉末冶金法成本高、提纯效果差，一般已很少采用。
熔炼法可获得纯度高、成分和性能均匀的锭坯。
制取纯铌锭常用电子束熔炼法。
铌合金锭坯的制取一般采用电子束-自耗电弧炉双联熔炼工艺，即采用氢化-脱氢的铌粉与合金元素粉混合后制成电极，在电子束炉中熔炼进行提纯，分析合金元素含量并进行调整，再经真空自耗电弧炉熔炼成成分均匀的铸锭。
易挥发的合金元素(如钛、钒、铝、铬等)宜在自耗电弧熔炼时添加。

塑性加工 纯铌锭坯可在室温～500℃ 范围内锻打、挤压、轧制和拉拔等加工。铌合金的强度高，故一般都要在1200℃ 以上进行挤压和锻造等初加工，然后在500℃ 以下进行挤压、锻造、轧制等方法制取棒材、板材、带材、箔材、管材、丝材和异型材等产品。
熔炼法制取的铌合金锭晶粒粗大，需通过挤压使之破碎后才能进行成品加工。
为充分破碎粗大的铸态晶粒，挤压比一般不小于4。
高温下间隙元素氧、氮和氢,特别是氧极易和铌合金发生反应。
合金氧化后，不仅表面生成疏松的氧化皮，而且氧能渗入合金基体内形成坚硬的渗透层，使塑性加工发生困难。
因此，铌合金在挤压开坯以及其他热加工过程中必须采取金属包套、涂层或惰性气体保护加热等措施。
铌合金特别是纯铌在拉伸过程中易与模具粘结，因此须先进行阳极氧化处理，使工件表面生成致密的氧化膜并使用润滑剂。

切削 铌和铌合金切削时容易磨损和粘结刀具，故切削时宜用油水乳化液、四氯化碳等有机溶剂冷却和润滑，同时保持刀尖的锋利。
铌及某些铌合金在切削加工时，工件很容易与刀具粘结并产生表面氧化，应采用低速切削并使用冷却液冷却。

焊接 可用真空电子束焊和惰性气体保护钨极弧焊接，亦可用钎焊方法同钛和钛合金焊接。
和钨、钼合金相比，铌合金特别是低强和中强铌合金具有优异的焊接性能。
常用的焊接方法有电子束焊和钨电极惰性气体保护焊。
对间隙元素污染不那么敏感的 Nb-10Hf-0.7Zr-1Ti等合金，可在焊箱外用惰性气体进行保护焊接。
铌合金焊件往往要进行退火以消除应力，提高焊件的塑性。

热处理 主要有退火和固溶时效两种热处理。
为防止大气污染，热处理须在真空或高纯惰性气体保护下进行。
铌合金的热处理应在10-4～10-5托真空下进行。热处理主要是再结晶和消除应力退火，有些合金还采用均匀化退火、固溶和时效处理。
热处理前必须对工件表面进行严格清理，以保证工件质量。

涂层 在高温氧化环境中使用时，须加抗氧化涂层。

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