金钼股份“高性能钼合金材料制备关键技术及其应用”项目喜获国家技术发明二等奖

2014年1月10日，在北京人民大会堂举行的国家科技奖励大会上，金堆城钼业股份有限公司和西安交通大学共同承担的“高性能钼合金材料制备关键技术及其应用”项目喜获国家技术发明奖二等奖。

该项目揭示了多尺度稀土氧化物掺杂钼合金的形变断裂机理与主导因素，提出了纳米掺杂强韧化的新思路，突破了钼合金中稀土氧化物的纳米化及其非团聚性均匀弥散分布等关键技术瓶颈，发明了高性能钼合金材料制备关键技术，大幅度提高了钼合金强度与延、韧性及使用寿命。项目研究过程中获授权国家发明专利11项，发表相关论文64篇，SCI收录28篇，其中一篇发表在影响因子达到35.75的国际著名期刊《Nature Materials》，著作 2部，制定企业标准14项。业内专家认为本项目“技术难度大、构思新颖独特、创新性突出且具有实用性，属原创性技术发明，处于国际领先水平”。

由于稀土元素能够有效改善钼的强韧性，稀土掺杂钼合金在工业领域应用广泛，但国产稀土钼合金的产品质量与西方国家相比存在一定差距，这限制了国产钼合金的生产、应用与发展。

项目团队根据钼金属的强化理论和生产实践，制定出从源头上改善原料基本性能，结合最优的板材加工工艺，生产出性能优良、经久耐用的钼合金制品的研究思路。

将稀土元素以分子级均匀分散到钼基体中是项目遇到的第一个难点，要解决这个难点必须首先克服:稀土与钼化学合成过程不均匀;结晶过程偏析、聚集而导致不均匀;晶浆中稀土元素赋存分布不均匀。为此项目组提出了“稀土钼酸铵”这一钼化学领域的全新概念。

项目组首先成功合成稀土钼多酸配合物，再以该配合物作为晶种，通过控制配合物浓度来控制成核数。最终确定并优化出工艺参数，获取晶莹剔透、非团聚、流动性强、稀土分布均匀的稀土钼酸铵;进而制备出加工性能优良、纳米级稀土氧化物均匀弥散的钼金属，其强度和断裂韧性显著高于同类产品;由这种钼金属生产的钼丝的强度和延伸率得到较大提高，断丝率显著降低。

由于钼金属具有塑性差、塑脆转变温度低、热导率高等特点，通常只能对1 mm以下的薄钼板进行拉深加工，大厚壁、大规格钼器皿的拉深成形始终是国内空白。

攻关组制定了从微观上优化晶粒组织、改善原材料性能、创新生产工艺的研究思路。首先研制出均匀弥散分布的纳米掺杂稀土钼合金，再对常规的钼板生产工艺进行优化，制备出再结晶温度高、低塑脆转变温度、高延伸率、具有各向同性、适于拉深加工的钼合金板材。在大厚壁钼合金器皿拉深成形工艺上，攻关组打破传统思路，首次采用热成形理论和技术，利用一种具有加热室的四柱液压机，将成型模具和钼板同步进行精准的可控加热，有效克服了冷拉深的缺陷，解决了成形过程中钼板温降和温度分布不均匀的技术难题，在400～1 200℃以较慢压下速度进行钼板拉深加工，能够成功实现1～6 mm壁厚钼合金舟皿的热成形。

目前，金钼股份已在大批量生产这种强韧性好、内外表面光滑、无褶皱的钼合金舟皿，并将其应用于钼粉生产中，不仅显著提升了料舟的使用寿命，还大大降低了钼粉中的杂质含量，提升了钼粉的品质。可以说，这次研究实践丰富了钼合金塑性成形理论、工艺和装备，实现了钼制品加工的集成创新。

以该项目为依托，项目团队还开发出一种新型粉末冶金工艺，将真空烧结与气氛烧结相结合，极大程度去除了气体元素和低熔点杂质，最终生产出纯度达到99.99%的高纯钼金属，这种高纯钼金属已用于生产高档钼电极、高纯钼靶材等。

该项目历时十余年，先后获得多个国家及地方财政支持，如:国家高技术研究发展(863)计划:“高强韧钼合金丝产业化关键技术研发”和“高性能钼合金材料制品关键技术开发”;国家自然科学基金:“钼合金多重强化效果的单因素相关性研究”和“纳米氧化镧掺杂细晶钼硅硼合金制备及其组织性能优化;陕西省13115科技创新工程:“复合强化长寿命高温钼合金舟研制”和“钼合金粉体低温还原、超细烧结技术及装备研发”;陕西省重大科技创新专项:“高纯钼电级的研究开发”等。

国家奖的获得激励着金钼股份向科技研发进行更多投入，加快产学研结合，专注产品附加值的提高，掌握核心竞争力，不仅实现科研创新，还将促进管理创新，从科技进步中得到回报，在管理中增加活力，最终实现企业由原料供应商向生产服务商转型。