[發明專利]一種耐高溫鈦鋁基合金材料的制備方法

在審

• 申請號: 201510543006.8
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105154690A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 劉莉;王爽;邱晶;劉曉東;黃明明
• 申請（專利權）人: 蘇州萊特復合材料有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明涉及一種合金材料，特別涉及一種耐高溫鈦鋁基合金材料的制備方法。

背景技術

鈦鋁合金是銀白色的金屬，它具有許多優良性能。鈦的密度為4.54g/cm³，比鋼輕43%，比久負盛名的輕金屬鎂稍重一些。機械強度卻與鋼相差不多，比鋁大兩倍，比鎂大五倍。鈦耐高溫，熔點1942K，比黃金高近1000K，比鋼高近500K。相較其他金屬間化合物而言，TiAl基合金的綜合性能良好，其具有低密度、高熔點、高的抗氧化性以及優良的高溫強度及剛度等性質，同時TiAl基合金彈性模量遠高于其它結構材料，作為結構工件使用可以明顯提高高頻振動的承受；與Ni基合金相比，TiAl合金又有較高的高溫抗蠕變性及良好的阻燃性能，這使得TiAl基金屬間化合物成為目前材料研究中最有競爭力與發展前景的新型結構材料。雖然TiAl合金在材料應用上有良好前景，但是TiAl合金具有低斷裂韌性、塑性較低和抗高溫氧化性能差是限制其使用的主要瓶頸。當前的TiAl合金使用溫度在680～750℃，當使用溫度超過750℃時抗氧化性明顯下降，這就大大限制了其在工業的應用范圍。由于鈦鋁合金的諸多優點，作為潛在的高溫結構材料，在航空、汽車、能源工業方面應用的巨大潛力，具有很好的應用前景。作為高溫材料，最重要的一個性能就是抗高溫氧化性能，此外，在材料使用過程中，材料在惡劣環境中的腐蝕就同樣顯得至關重要。但目前常用的鈦鋁合金、鎳鋁合金等在高溫表面均有疏松膜形成，不能起到保護合金基體的作用，均不能滿足要求。隨著現代科技全球化高速發展，全球區域之間的競爭呈現多重化和復雜化的趨勢，高溫結構材料不僅需要能夠滿足使用溫度的要求，并且要求在該溫度下此種材料需具有更高的比剛度、比強度以及低的熱膨脹系數等性能。因此，鈦鋁合金的氧化或氧脆成為影響其熱穩定性的主要因素，其抗高溫氧化能力的提高是目前急需解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明要解決的技術問題是，提供一種耐高溫鈦鋁基合金材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是，一種耐高溫鈦鋁基合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟：

A、混合：將粉料置于混料裝置內，利用壓力為0.8MPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制：將混合均勻的粉料置于模具中，在800～810MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4～6T/cm²；C、燒結：將壓坯置于網帶燒結爐中進行燒結，在保護氣氛中燒結，燒結過程中壓力為6.2兆帕，壓坯首先經過930℃的預熱帶，預熱時間為20分鐘，然后進入1250-1260℃的燒結帶，保溫2h，最后以40℃/分鐘將加壓燒結后的產物從燒結溫度降溫至室溫，得到燒結體；D、整形：將燒結體壓制整形并得到壓件；E、浸油：將壓件在真空度為負一個大氣壓下浸入潤滑油中進行浸油處理，浸油時間為30分鐘。

所述保護氣氛為氫氣或氮氣。

所述粉料由以下重量份配比的原料組成：鋁粉72-75份、鈦粉45-58份、氧化鋅3-7份、冶金炭黑2-5份、氟化石墨4-8份、微蠟粉4-8份、電熔陶粒砂5-10份、硫化銅4-8份、鉬粉3-7份、鉍粉10-14份、鐵粉10-14份、鈷粉2-5份和碳化硅粉3-6份。

所述粉料由以下重量份配比的原料組成：鋁粉72份、鈦粉45份、氧化鋅3份、冶金炭黑2份、氟化石墨4份、微蠟粉4份、電熔陶粒砂5份、硫化銅4份、鉬粉3份、鉍粉10份、鐵粉10份、鈷粉2份和碳化硅粉3份。

所述粉料由以下重量份配比的原料組成：鋁粉75份、鈦粉58份、氧化鋅7份、冶金炭黑5份、氟化石墨8份、微蠟粉8份、電熔陶粒砂10份、硫化銅8份、鉬粉7份、鉍粉14份、鐵粉14份、鈷粉5份和碳化硅粉6份。

所述粉料由以下重量份配比的原料組成：鋁粉74份、鈦粉53份、氧化鋅5份、冶金炭黑3份、氟化石墨6份、微蠟粉6份、電熔陶粒砂7份、硫化銅6份、鉬粉5份、鉍粉12份、鐵粉12份、鈷粉3份和碳化硅粉4份。

本發明具有以下有益效果：通過對材料成分的調整和優化，本發明提供耐高溫鈦鋁基合金材料具有較好強、硬度，和高溫熱穩定性的優點；且原料易得、加工成本低，制備工藝簡單、參數易控，生產過程安全環保，適合大規模的工業化生產。

具體實施方式

實施例1

一種耐高溫鈦鋁基合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟：