[發明專利]一種低成本制備鈮基合金的方法

有效

• 申請號: 201410678134.9
• 申請日: 2014-11-23
• 公開（公告）號: CN104388788A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 章林;李啟軍;曲選輝;李兵兵;秦明禮;何新波;張瑞杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C1/05
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種低成本制備鈮基合金的方法，其特征在于：

步驟一、中間合金成分根據目標鈮基合金的成分進行設計，中間合金中除Nb元素以外的合金元素的質量比與目標鈮基合金中合金元素的質量比一致；按照中間合金成分稱取TiNb合金、TiAl合金、鉻粒、TiMo合金、Hf塊、石墨粉末、釩塊、鎢片、硅塊和Nb棒；各種原料在電子束熔煉爐中進行熔煉，得到中間鈮基合金鑄錠；

步驟二、通過線切割的方法將鈮基合金鑄錠切割成0.2～3mm厚的薄片，然后在高純氫氣中進行氫化，氫化溫度為500～900℃，保溫0.5～4小時，冷卻速率為0.5～3℃/分鐘；氫化過程中在爐膛內放置少量具有強還原性的鎂、鈣、鋰來吸收氣氛中的雜質氧。氫化后的合金薄片進行機械破碎，得到粒徑為0.5～20μm的吸氫粉末；

步驟三、吸氫合金粉末在真空氣氛中進行煅燒脫除一部分氫，真空度為1×10^-4Pa，煅燒溫度為200～600℃，保溫時間為15～120min，氫化過程中在爐膛內放置少量具有強還原性的鎂、鈣、鋰來吸收氣氛中的雜質氧，得到的部分脫氫中間合金粉末；

步驟四、將部分脫氫中間合金粉末和0.5～5μm的鈮粉通過球磨混合均勻，得到混合粉末；混合粉末中鈮粉的重量百分含量為10～30％，球磨機的轉速為200～350轉/分，球磨時間為3～10小時；

步驟五、將混合粉末與石蠟基粘結劑在雙行星混煉機中于150～170℃混煉60-120min制成流變性能均勻的喂料，其中粉末裝載量為51～63vol％；在注射成形機上直接注射成形，注射溫度為155～170℃、注射壓力為70～110MPa，得到注射坯體；

步驟六、采用溶劑脫脂和熱脫脂兩步脫脂工藝，先在三氯乙烯中溶脫6～12h，預燒結溫度為900～1100℃，保溫時間為1～2h，得到脫脂坯體；

步驟七、脫脂坯體在真空氣氛中進行燒結，真空度為1×10^-4Pa，燒結溫度為1760～1840℃，保溫時間為60～180min，得到鈮基合金。

2.根據權利要求1所述一種低成本制備鈮基合金的方法，其特征在于：步驟一所述的鈮基中間合金的成分為：14～16wt％Ti、0～10wt％Al、5.5～10wt％Cr、0.6～10wt％Mo、1～5wt％Hf、0.03-0.08wt％C、0～5wt％V、0～15wt％W、0～18wt％Si和余量的Nb。

3.根據權利要求1所述一種低成本制備鈮基合金的方法，其特征在于：步驟五所述的石蠟基粘結劑中各組元的含量為：21wt.％低密度聚乙烯、10wt.％高密度聚乙烯、20wt.％聚丙烯、4％聚苯乙烯、8wt.％硬脂酸和余量石蠟。