[實用新型]一種制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920034468.7
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201512568U
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀衛(wèi)衛(wèi);湯慧萍;劉海彥;楊鑫;葛淵
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C14/00;C22C21/00;C22C30/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及粉末冶金燒結(jié)模具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于元素粉末法制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具。

背景技術(shù)

粉末冶金法是制備TiAl基合金的一種重要方法，采用粉末冶金法制備的TiAl基合金具有成分均勻、組織細(xì)小和無疏松及縮孔等鑄造缺陷，且易于實現(xiàn)復(fù)雜零件的近終成形。按采用的原料來分，粉末冶金法制備TiAl基合金可分為預(yù)合金法和元素粉末法。相對預(yù)合金法，元素粉末法采用Al粉和Ti粉或Al粉和TiH2粉的混合物作為原料，因此不需要昂貴的預(yù)合金粉及復(fù)雜的工藝設(shè)備，可有效降低生產(chǎn)成本，同時方便添加各種高熔點(diǎn)合金化元素，通過均勻化混合和高溫反應(yīng)，降低了成分偏析，這使得元素粉末法成為一種很有發(fā)展前景的TiAl基合金的制備方法。

以Al粉和Ti粉或Al粉和TiH₂粉的混合物作為原料，采用元素粉末法制備TiAl基合金時常伴隨有體積的大幅度膨脹，若將粉末壓坯裝入真空爐直接進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，該工藝制得的TiAl基合金的孔隙率可達(dá)到30％-40％，如此大的孔隙率對材料的性能以及后續(xù)的加工和使用是不利的。為了限制元素粉末反應(yīng)時體積大幅度膨脹，制備高致密化的TiAl基合金，經(jīng)常采用低溫約束預(yù)燒結(jié)與高溫?zé)Y(jié)結(jié)合的工藝流程來制備TiAl基合金，該工藝流程簡單，成本較低，并可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在該工藝流程中，約束預(yù)燒結(jié)是關(guān)鍵的一環(huán)，尤其是合金中Ti成分以TiH₂粉加入時，在Al與Ti粉末反應(yīng)前需要進(jìn)行TiH₂粉的脫氫環(huán)節(jié)，這需要混合粉末壓坯在一個專門的模具內(nèi)進(jìn)行，但是，目前沒有專門的模具能使這個環(huán)節(jié)很好的進(jìn)行。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具，其結(jié)構(gòu)簡單且使用操作方便，能有效約束元素粉末預(yù)燒結(jié)時體積膨脹，并保證脫氫環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具，包括兩個對稱設(shè)置的上模板和下模板以及設(shè)置在上模板和下模板之間的一對長側(cè)板和一對短側(cè)板，其特征在于：所述兩個對稱設(shè)置的上模板和下模板內(nèi)側(cè)均設(shè)置有矩形凹槽，且兩個對稱設(shè)置的上模板和下模板中部均設(shè)置有透氣孔；所述一對長側(cè)板和一對短側(cè)板分別設(shè)置在上模板和下模板的兩矩形凹槽內(nèi)，并與上模板和下模板組合形成一個封閉的盒形模腔。

所述上模板與下模板通過螺栓連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡單，使用操作方便。

2、能有效約束元素粉末預(yù)燒結(jié)時體積大幅膨脹，保證脫氫環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。

3、拆卸方便、裝取料容易，且由于模板上開有透氣孔易于使脫氫階段產(chǎn)生的氫氣逸出。

4、能有效降低預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物的孔隙率，為后續(xù)高溫?zé)Y(jié)或熱等靜壓工藝奠定基礎(chǔ)，制備出高致密的TiAl基合金板材。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型上模板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型下模板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型長側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型短側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-上模板；????2-下模板；????3-長側(cè)板；

4-短側(cè)板；????5-透氣孔；????6-矩形凹槽。

具體實施方式

如圖1所示的一種制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具，包括兩個對稱設(shè)置的上模板1和下模板2以及設(shè)置在上模板1和下模板2之間的一對長側(cè)板3和一對短側(cè)板4，兩個對稱設(shè)置的上模板1和下模板2內(nèi)側(cè)均設(shè)置有經(jīng)銑削加工的矩形凹槽6，且中部均設(shè)置有經(jīng)鉆取加工的透氣孔5，一對長側(cè)板3和一對短側(cè)板4分別設(shè)置在上模板1和下模板2的兩矩形凹槽6內(nèi)，與上模板1和下模板2組合形成一個封閉的盒形模腔，所述兩個對稱設(shè)置的上模板1與下模板2通過螺栓連接。所述上模板1與下模板2固定連接。

圖2和圖3分別為上模板1和下模板2的結(jié)構(gòu)示意圖，上模板1和下模板2中部均分布有一定數(shù)量的透氣孔5，以便于脫氫階段產(chǎn)生的氫氣逸出。

圖4和圖5分別為長側(cè)板3和短側(cè)板4的結(jié)構(gòu)示意圖，長側(cè)板3和短側(cè)板4均卡入矩形凹槽內(nèi)。

下面對制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具的裝配使用做詳細(xì)說明：

如圖1所示的一種制備TiAl基合金的約束預(yù)燒結(jié)模具，包括上模板1、下模板2、一對長側(cè)板3和一對短側(cè)板4，所用的材料主要為3Cr2W8V鋼，上模板1和下模板2可選用20mm厚的鋼板，通過切割和棱邊倒角，然后在中部銑削加工出寬26mm，深8mm，內(nèi)框尺寸為300mm×400mm的凹槽，針對凹槽尺寸，選用同材質(zhì)鋼，切削加工出尺寸為400mm×25mm×50mm的一對長側(cè)板3和350mm×25mm×50mm的一對短側(cè)板4，最后在上模板1和下模板2的邊上相應(yīng)位置加工出螺栓孔，并在中部鉆取一定數(shù)量Φ3mm大小的透氣孔5。使用時，將該模具組裝，放置粉末壓坯于模腔內(nèi)，然后加蓋上模板1，使長側(cè)板3和短側(cè)板4均卡入上模板1的凹槽內(nèi)，最后在上模板1和下模板2之間插入螺栓，用螺帽擰緊固定后放入真空爐，進(jìn)行真空脫氫及反應(yīng)燒結(jié)等工藝。