[發明專利]鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法

無效

• 申請號: 201110379365.6
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102407337A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 李寶干;李軍濤
• 申請（專利權）人: 李寶干
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F3/16;B22F3/04
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文;宋秀珍

技術領域

本發明屬材料加工技術領域，具體涉及一種鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法。

背景技術

鈦及鈦合金材料具有強度高和耐腐蝕性強的特點，國內、國際廣泛用于航空、航天、化工、機械、制鹽等諸多領域中，在國內民用方面正在擴大應用領域。由于鈦及鈦合金材料具有穩定的物理、化學性能及比強度高，抗腐蝕能力強的優點，目前國內只有鑄錠、板材、管材、棒材及澆鑄成型的鑄件產品，鈦及鈦合金的粉末產品只是應用于一些合金添加劑和煙花爆竹行業，遠滿足不了一些特殊要求的異型件產品，對鈦及鈦合金粉末異型件的產品只能用真空澆鑄的工藝方法，生產成本高，成品率低，最重要的是：異型件內部氣孔多，不易被檢查發現，致使澆鑄的異型件產品難以保證產品質量，這是澆鑄成型的異型件產品目前沒有能夠安全解決的工藝難題。金屬粉末的冶金制品在生產過程中有幾大難點：其一是鈦金屬是活潑的金屬，在粉末制取過程中很容易與間隙元素親合，會發生自燃；其二，鈦及鈦合金粉末制取都是采用氧化、球磨、過篩的工藝，所以粉末粒度形狀較規則，這就給異型件的壓制成型造成很大困難，要求的成型壓力很高，一般的油等靜壓機是達不到要求的；其三，真空燒結的升溫速度和最終保溫溫度的工藝控制難度大。上述方面限制了鈦及鈦合金粉末冶金異型件制品工藝研制，因此有必要改進。

發明內容

本發明解決的技術問題：提供一種鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，可解決異型件制品內部氣孔的難題和密度偏低的問題，提高了異型件制品的物理性能和化學性能。

本發明采用的技術方案：鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，包括下述步驟：

1)選取原材料，海綿鈦或鈦合金；

2)將海綿鈦或鈦合金放入真空度為10x10^-2Pa的真空燒結爐內加熱至550℃，注入氫氣，氫化時間3小時，使海綿鈦或鈦合金發生氫脆，隨爐冷卻至60度出爐；

3)將氫化海綿鈦或鈦合金裝入球磨罐中，在氬氣保護下進行球磨；

4)將球磨粉末采用震動篩選，分成80-300目各種不同的粒度；

5)采用橡膠制作成規格不同的各種異型件橡膠軟模具；

6)將粒度不同的粉末搭配后裝入攪拌器內充分混合均勻；

7)將混合均勻的粉末裝入橡膠軟模具，經冷等靜壓340-380兆帕壓力壓鑄成型后脫模；

8)真空燒結，將脫模后的異型件坯料放入真空度為10x1.2^-2Pa的真空燒結爐內分四個階段燒結：

第一階段，用1小時緩慢將異型件坯料升溫至180-250℃，保溫2-2.5小時脫氣；

第二階段，用2小時緩慢將異型件坯料從180-250℃升溫至700-800℃，保溫5-6小時脫氫；

第三階段，用3小時緩慢將異型件坯料從700-800℃升溫至870-1020℃，保溫2-2.5小時預燒結；

第四階段，用2小時緩慢將異型件坯料從870-1020℃升溫至1200-1250℃，保溫2小時40分鐘-3小時，隨爐冷卻至60度，出爐。

上述步驟3中，球磨機轉速290r/min，球磨時間25-32小時。

進一步地，所述鈦及鈦合金粉末冶金異型件密度均勻，無氣孔，密度為97.5％。

本發明與現有技術相比解決了傳統真空澆鑄工藝方法生產成本高，成品率低，異型件內部氣孔多，不易被檢查發現，致使澆鑄的異型件產品難以保證產品質量的難題，采用此方法制備出的異型件產品密度均勻，無氣孔，密度達到97.5％

具體實施方式

下面描述本發明的實施例。

鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，包括下述步驟：

1)選取原材料，海綿鈦或鈦合金；

2)將海綿鈦或鈦合金放入真空度為10x10^-2Pa的真空燒結爐內加熱至550℃，注入氫氣，氫化時間3小時，使海綿鈦或鈦合金發生氫脆，隨爐冷卻至60度出爐；

3)將氫化海綿鈦或鈦合金裝入球磨罐中，在氬氣保護下進行球磨，球磨機轉速290r/min，球磨時間25-32小時；

4)將球磨粉末采用震動篩選，分成80-300目各種不同的粒度；

5)采用橡膠制作成規格不同的各種異型件橡膠軟模具；

6)將粒度不同的粉末搭配后裝入攪拌器內充分混合均勻，可取60％的200目粉末和40％的80目粉末混合，或者取30％的250目粉末、30％的180目粉末和40％的100目粉末混合；