[發明專利]粉末燒結合成多孔鈦鋁金屬間化合物的方法

有效

• 申請號: 201410336836.9
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104070164A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 丁宏升;陳秉澤;王永喆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;C22C1/08
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張金珠

技術領域

本發明屬于多孔鈦鋁金屬間化合物合成領域；具體涉及以鈦粉和鋁粉或者鈦鋁合金粉為基體相，以鎂粉為造孔劑，利用粉末燒結法合成多孔鈦鋁金屬間化合物。

背景技術

TiAl金屬間化合物以其低密度，高比強度，高溫力學性能優異，抗蠕變性能強等特性受到廣泛關注。TiAl金屬間化合物一直用鑄造法制備，結晶后枝晶粗大，組織易出現疏松和偏析，導致延伸率低。TiAl金屬間化合物雖然在室溫下脆性很大，但當其顯微組織中晶粒細小，或者在具有較細晶粒的晶界上存在少量β相時，它表現出超塑性，但即使利用此原理進行超塑性加工，變形抗力還是很大，合金加工型仍然不好。。

但是對多孔鈦鋁金屬間化合物的研究現在還比較少。

發明內容

本發明的目的是提供多孔鈦鋁金屬間化合物的制備方法。

本發明中粉末燒結合成多孔鈦鋁金屬間化合物的方法是按下述步驟進行的：

步驟一、將顆粒度為400目鈦粉、顆粒度為100目的鋁粉和顆粒度為200目的鎂粉混合，鎂粉占鈦粉、鋁粉和鎂粉總重量0％～30％，加入無水乙醇，充分攪拌，靜置干燥至呈分散狀且不粘結成塊，得到混粉；

步驟二、將混粉置于模具中加壓成形，得到胚體；

步驟三、胚體在真空條件下燒結，燒結步驟是以10～15℃/min的速率升溫至950℃，保溫30min，再以10～15℃/min的速率升溫至1150～1350℃，保溫2小時，隨爐冷卻，制得多孔鈦鋁金屬間化合物。

步驟一所述的鈦粉和鋁粉的質量比為1.97:1。

步驟二所述壓制過程如下：以5～15mm/min的壓制速率緩慢加壓至260MPa，之后保壓1min。

本發明中粉末燒結合成多孔鈦鋁金屬間化合物的方法還可按下述步驟進行的：步驟一、將顆粒度為400目的鈦鋁合金粉和顆粒度為200目的鎂粉混合，加入無水乙醇，充分攪拌，靜置干燥至呈分散狀且不粘結成塊，得到混粉；

步驟二、將混粉置于模具中加壓成形，得到胚體；

步驟三、胚體在真空條件下燒結，燒結步驟是以10～15℃/min的速率升溫至950℃，保溫30min，再以10～15℃/min的速率升溫至1150～1350℃，保溫2小時，隨爐冷卻，制得多孔鈦鋁金屬間化合物。所述鈦鋁合金粉為Ti47.5Al合金粉。所述鎂粉占鈦鋁合金粉和鎂粉總重量0％～30％。所述壓制過程如下：以5～15mm/min的壓制速率緩慢加壓至260MPa，之后保壓1min。

本發明的多孔鈦鋁金屬間化合物在γ相的基體上還存在第二相α₂相(見圖19)；多孔鈦鋁金屬間化合物的密度在1.75～2.65g/cm³之間，孔隙率在26.3％～51.4％之間，屈服應力為1.58～150MPa，壓縮強度為1.60～204.03MPa，彈性模量為0.34～6.7GPa。造孔劑含量為10％，Ti47.5Al合金粉為基體相，燒結溫度為1350℃下制得的多孔鈦鋁金屬間化合物，密度為2.42g/cm³，孔隙率為32.8％，抗壓強度為66.49MPa，彈性模量為3.66GPa，綜合性能較好。

附圖說明