[發明專利]一種顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法

有效

• 申請號: 201310212619.4
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103290248A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 李玉和;魏曉偉;方明憲;沈向前;鄧剛
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C14/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及粉末冶金成型技術領域，特別是一種顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有優良耐蝕性能和生物相容性能等，廣泛應用于石化、冶金、醫藥及環保等行業的過濾、催化、熱交換等工藝之中。多孔材料是當前材料界的一種新型的結構與功能材料，在很多領域都得到了應用。多孔鈦及其合金融合了鈦合金與泡沫金屬的特性，能夠減輕材料的重量而不削弱其強度，同時還有較高的韌性和耐腐蝕性。因此，多孔鈦及其合金具有廣闊的應用前景，例如，多孔鈦可作為夾層結構、熱交換層、觸媒金屬層和生物植入材料等等。

目前多孔鈦的制備方法主要有粉末冶金燒結法、熱噴涂法及氣體卷入法等。但是，這些方法都存在一些固有的弊端，例如，粉末直接燒結對原料粉末的依賴性很大，孔的尺寸和形狀均無法控制；熱噴涂法由于其高溫特點，需要在真空室中噴涂才可以避免氧化，但真空等離子噴涂設備昂貴，且仍然存在孔隙均勻性等問題；氣體卷入技術工藝復雜、成本高，且孔隙率較低。

現有技術主要存在多孔鈦的孔隙率、孔大小、孔形狀不易控制，尤其是多孔鈦作為過濾材料，孔隙中有介質通過時，多孔鈦出現耐磨性不足，影響材料的使用壽命。因此，開發一種工藝簡單、孔隙可控的顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法極為重要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種工藝簡單、孔隙率及孔大小可控的顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法，它包括以下步驟：

S1、將鈦粉和添加量為鈦粉重量0.2～1%的耐磨材料顆粒充分混合均勻；

S2、向步驟S1得到的混合粉末中加入添加量為混合粉末重量0.1～1%的造孔劑，并充分混合均勻；

S3、將步驟S2得到的混合物在30～80MPa壓力下壓制成型，得到粉末壓坯；

S4、將得到的粉末壓坯在加熱爐內加熱到200～400℃，保溫0.5～2h，去除造孔劑，然后再將粉末壓坯置于真空燒結爐內在1150～1300℃溫度下，燒結2～4h，即可得到顆粒增強耐磨多孔鈦材料。

所述的造孔劑的粒徑為10～100μm。

所述的造孔劑為碳酸氫氨顆粒或聚苯乙烯顆粒。

所述的耐磨材料顆粒的粒徑為2～10μm。

所述的耐磨材料顆粒為Ti(C,N)顆粒、TiN顆粒、TiC顆粒、WC顆粒等硬質顆粒。

所述的鈦粉的粒徑為45～75μm。

本發明具有以下優點：

本發明工藝簡單，設備要求低，降低了加工成本，操作方便。

本發明通過控制加入的造孔劑的多少、造孔劑的粒徑的大小，可確定孔隙率及孔大小，使得孔隙率及孔大小可控；加入的造孔劑成本低，且能很好控制多孔鈦的孔隙，充分利用了鈦本身優良的耐蝕性能，加入的耐磨硬質顆粒具有高熔點、高硬度、良好的抗氧化能力、良好的潤滑性以及耐磨損等特性，很好地改善了多孔鈦的綜合性能。該方法制備的多孔鈦孔隙分布均勻、可控性好、工藝簡便、成本低、耐磨耐蝕性能好。?

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的描述，本發明的保護范圍不局限于以下所述：

一種顆粒增強耐磨多孔鈦制備方法，它包括以下步驟：

S1、將鈦粉和添加量為鈦粉重量0.2～1%的耐磨材料顆粒充分混合均勻；

S2、向步驟S1得到的混合粉末中加入添加量為混合粉末重量0.1～1%的造孔劑，并充分混合均勻；物料混合可在混料機中進行；

S3、將步驟S2得到的混合物在30～80MPa壓力下壓制成型，得到粉末壓坯；

S4、將得到的粉末壓坯在加熱爐內加熱到200～400℃，保溫0.5～2h，去除造孔劑，然后再將粉末壓坯置于真空燒結爐內在1150～1300℃溫度下，燒結2～4h，即可得到顆粒增強耐磨多孔鈦材料。

所述的造孔劑的粒徑為10～100μm，所述的造孔劑為碳酸氫氨顆粒或聚苯乙烯顆粒，此類造孔劑成本低，并且能很好地控制多孔鈦的孔隙。

所述的耐磨材料顆粒的粒徑為2～10μm，所述的耐磨材料顆粒為Ti(C,N)顆粒、TiN顆粒、TiC顆粒、WC顆粒等硬質顆粒。加入的耐磨硬質顆粒具有高熔點、高硬度、良好的抗氧化能力、良好的潤滑性以及耐磨損等特性，很好地改善了多孔鈦的綜合性能。

所述的鈦粉的粒徑為45～75μm。