[發明專利]一種制備鈦鋁合金薄板的方法

在審

• 申請號: 201510699864.1
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105369182A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 宋鵬;季強;陸建生;廖紅星;劉光亮;馬景濤
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C21D9/46;B21B1/38;B21B47/00
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技術領域

本發明涉及一種鈦鋁合金薄板的制備方法，具體涉及一種采用熱噴涂與熱處理法制備鈦鋁合金薄板的方法，屬于合金領域。

背景技術

鈦鋁合金具有密度低、比強度高、剛性好，以及良好的高溫力學性能、抗高溫蠕變想你和抗氧化能力，是綜合性能最好的高溫合金，被認為是一種理想的，具有研究開發應用前景的制造航空航天用機體的機構材料，航空發動機的首選材料，除了在航空航天領域外，鈦鋁合金在汽車、化工、能源等領域中的應用也逐漸增加。

鈦鋁合金是具有廣闊的市場和應用前景，非常有價值的材料。鈦鋁合金除了TiAl之外還有含鈦多的Ti₃Al以及含鋁多的TiAl₃。這種鈦鋁合金的代表化合物是Ti和Al的原子比為1：1的TiAl合金。鈦鋁合金的制備方法主要有：（1）粉末冶金技術；（2）快速冷凝技術；（3）鑄錠冶金技術；（4）復合材料技術等。然而，目前它們的制備工藝很多是比較困難并且昂貴，特別是以一種粉末形式的制備工藝，其制備費用限制了這些材料的廣泛使用。為了降低生產成本，本領域科研人員對鈦鋁合金的制備方法進行了改進，如：申請號為200910130982.5的專利申請，其公開了一種制備鈦鋁合金的方法，該方法主要步驟如下：1）配料：采用鈦的氧化物鈦白粉，將其熱處理，然后添加鋁鎂粉和鋁粉及還原活化劑、發熱劑、經攪拌機攪拌均勻；2）將上述攪拌均勻后的物料放置到反應坩堝中，送到反應器，冶煉；3）冶煉結束后，自然冷卻到常溫取出。該方法相比傳統方法，雖然降低了鈦鋁合金的生產成本，但是該方法存在如下缺點：所得的鈦鋁合金產品氧含量較高，雜質含量高等。因而采用一種工藝簡單，成本低廉，合金雜質含量少，成份均勻，性能優異的制備鈦鋁合金的方法具有重要的實際意義。該問題的解決對鈦鋁合金的應用于研究具有重大意義。

發明內容

本發明解決的目的是提供一種制備鈦鋁合金薄板的方法，該制備方法工藝簡單，制備費用低廉，具體包括以下步驟：

（1）對純鈦板進行表面除油和清灰，然后進行表面粗化處理，使得鈦板表面粗糙化；

（2）以純鈦薄板為基體，以純鋁絲為噴涂材料，采用電弧噴涂，在純鈦薄板上噴涂純鋁涂層（可以通過一次或多次噴涂），同時采用惰性氣體進行保護，以防止鋁和鈦的氧化；

（3）將兩塊以上噴涂純鋁涂層的鈦板順序疊放在一起（如圖2所示）后通過薄板軋機結合在一起；

（4）將步驟（3）得到的鈦板在真空爐內進行真空擴散退火，即得到鈦鋁合金薄板。

優選的，本發明步驟（1）所述表面粗化處理采用40~80目剛玉砂，獲得不同粗糙度的鈦板基體，使得表面潔凈化，在噴涂過程中提高涂層與基體的粘結性能。

優選的，本發明所述純鈦薄板厚度為0.5mm~2mm，鈦含量≥99.5%；純鋁絲直徑為2.0mm，鋁含量≥99.6%。純鋁涂層的厚度為0.25mm~1mm。

優選的，本發明所述惰性氣體為氦氣或者氬氣，純度≥99.9%。

優選的，本發明所述電弧噴涂的工作氣體為氬氣，純度≥99.9%。

優選的，本發明所述電弧噴涂的電流為100~120A，電壓為30~40V。

優選的，本發明真空擴散退火，擴散退火的溫度為400℃~600℃，保溫時間為15h~25h。

本發明方法不僅適用于鈦鋁合金薄板的制備，同樣適用于其它合金薄板的制備，對于較活潑的金屬如鈦、鋁、鎂、鋅等，它們在真空熱處理時相互之間能夠發生較強的互擴散，易形成金屬間化合物如鎂鋁合金、鋅鋁合金等，均適用于本發明所述方法。

本發明的有益效果：本發明首次采用熱噴涂技術與熱處理技術相結合制備鈦鋁合金，制備工藝簡單，所制備的鈦鋁合金雜質含量少，合金成分易于控制，成分較均勻，強度高，抗氧化性能優異，抗蠕變性能強等特點。

附圖說明

圖1為制備鈦鋁合金的流程圖；

圖2為噴涂有純鋁涂層的鈦板的疊放次序。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。

實施例1