[發明專利]一種高強度鈦合金的加工方法

在審

• 申請號: 201711158064.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN109807318A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 石文海
• 申請（專利權）人: 天津市航亞機械制造有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/105;B22F3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高強度鈦合金的加工方法，具體步驟如下：(1)將鈦合金粉末放置在管式爐中進行滲氮處理，反應溫度1100℃～1300℃，反應時間20min～40min，反應過程中不斷攪拌粉末保證反應均勻；(2)對上一步中得到的合金粉末進行等離子燒結，獲得鈦合金塊體材料，反應溫度1300～1500℃，壓強為35～60MPa，反應時間5～10min；(3)對上一步中得到的鈦合金塊體材料進行真空熱處理，處理溫度1300～1500℃，反應時間12～15h。本發明的有益之處在于：本發明在加工鈦合金時能夠避免對塑性造成損害，充分利用氮氣的強化作用，減弱其對塑性的危害。

一、技術領域

本發明涉及一種鈦合金加工方法，特別是涉及一種高強度鈦合金的加工方法。

二、背景技術

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀50～60年代，主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金。

70年代開發出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。

鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約8％的增長速度發展。世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦(TA1、TA2和TA3)。

鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用于制作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用于生產貯氫材料和形狀記憶合金等。

超高強度鈦合金主要是用來替代高強度鋼作為結構件合金，應用于航空、航天等需要高強度高韌性的部位，特別是在航空航天領域，進一步提高鈦合金的比強度和比剛度，以實現更大的減重效果。為此，超高強度鈦合金(σb≥1250MPa)是鈦合金開發和應用研究的重點方向之一，在國際上的研究和發展活躍。國內的一些學者也提出要研發具有自主知識產權的強度在1250MPa以上的高強度鈦合金。

現階段研究一種避免加工時對塑性造成損害，充分利用氮氣的強化作用，減弱其對塑性的危害的鈦合金加工方法十分的重要。

三、發明內容

為了克服現鈦合金加工方法的不足之處，本發明提供了一種高強度鈦合金的加工方法。

本發明的技術方案是這樣實現的。

本方案的一種高強度鈦合金的加工方法，具體步驟如下：

(1)將鈦合金粉末放置在管式爐中進行滲氮處理，反應溫度1100℃～1300℃，反應時間20min～40min，反應過程中不斷攪拌粉末保證反應均勻；

(2)對上一步中得到的合金粉末進行等離子燒結，獲得鈦合金塊體材料，反應溫度1300～1500℃，壓強為35～60MPa，反應時間5～10min；

(3)對上一步中得到的鈦合金塊體材料進行真空熱處理，處理溫度1300～1500℃，反應時間12～15h。

進一步，具體步驟如下：

(1)將鈦合金粉末放置在管式爐中進行滲氮處理，反應溫度1200℃，反應時間25min，反應過程中不斷攪拌粉末保證反應均勻；

(2)對上一步中得到的合金粉末進行等離子燒結，獲得鈦合金塊體材料，反應溫度1400℃，壓強為40MPa，反應時間7min；