[發明專利]一種Ti-6Al-4V合金零件的制備方法

在審

• 申請號: 201810108241.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108326283A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 羅鐵鋼;毛新華;符乃科;李志;董應虎;路建寧
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明將包括球形Ti?6Al?4V合金粉末、非球形Ti?6Al?4V合金粉末和催化脫脂型粘結劑的混合料在保護氣氛下進行密煉，將所述密煉得到的物料制粒后得到合金喂料；對所述合金喂料依次進行注射成型和保壓，得到合金零件成型坯；在保護氣氛下，對所述合金零件成型坯進行脫脂，得到預燒結體；在真空條件下，對所述預燒結體進行燒結，冷卻后得到Ti?6Al?4V合金零件。本發明提供的方法制備得到的合金零件拉伸強度可達到765MPa，抗彎強度達到1145MPa；并且能夠制備復雜形狀的合金零件。

技術領域

本發明屬于合金零件制造領域，具體涉及一種Ti-6Al-4V合金零件的制備方法。

背景技術

Ti-6Al-4V合金具有輕質、高強、良好的抗腐蝕能力以及優良的生物相容性，其密度為4.50g/cm³，被廣泛應用于醫學、體育、石油化工、航空航天、冶金輕工等多個領域。目前，以Ti-6Al-4V合金為原料制備零件時，多采用熔煉、鑄造或粉末冶金的工藝，熔煉和鑄造工藝存在鈦成分偏析、組織不均勻的缺陷，不僅影響合金的強度性能，制備得到的Ti-6Al-4V合金在制備形狀復雜零件的應用中也有局限性。粉末冶金工藝制備Ti-6Al-4V合金零件時，雖然能制備得到形狀復雜的零件，但所得合金零件的強度較低，限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ti-6Al-4V合金零件的制備方法，本發明提供的制備方法能夠制備得到形狀復雜且強度較高的Ti-6Al-4V合金零件。

為實現以上目的，本發明提供了一種Ti-6Al-4V合金零件的制備方法，包括如下步驟：

(1)將包括球形Ti-6Al-4V合金粉末、非球形Ti-6Al-4V合金粉末和催化脫脂型粘結劑的混合料進行密煉，將所述密煉得到的物料制粒后得到合金喂料；所述密煉在保護氣氛下進行；

(2)對所述步驟(1)得到的合金喂料依次進行注射成型和保壓，得到合金零件成型坯；

(3)在保護氣氛下，對所述步驟(2)得到的合金零件成型坯進行脫脂，得到預燒結體；

(4)在真空條件下，對所述步驟(3)得到的預燒結體進行燒結，冷卻后得到Ti-6Al-4V合金零件。

優選地，所述步驟(1)中非球形Ti-6Al-4V合金粉末和非球形Ti-6Al-4V合金粉末的總質量與催化脫脂型粘結劑的質量比為22～25:3～4；

所述球形Ti-6Al-4V合金粉末與非球形Ti-6Al-4V合金粉末的質量比為1：1～1.3:。

優選地，所述步驟(1)中非球形Ti-6Al-4V合金粉末的粒徑為45～50μm；

所述球形Ti-6Al-4V合金粉末包括球形粗粉末和球形細粉末，所述球形粗粉末的粒徑為30～40μm，所述球形細粉末的粒徑為20～25μm。

優選地，所述非球形Ti-6Al-4V合金粉末、球形粗粉末與球形細粉末的質量比為50～55：35～40：10～15。

優選地，所述步驟(1)中的催化脫脂型粘結劑包括聚甲醛、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蠟和硬脂酸；

所述聚甲醛、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蠟與硬脂酸的質量比為84～88：4～6：4～6：2～4：1。

優選地，所述步驟(1)中密煉的溫度為180～190℃，密煉的時間為1～1.5h。

優選地，所述步驟(2)中注射成型的溫度為175℃～185℃，注射成型的壓力為70～85MPa，注射成型時注料速度為60～65mm/s。

優選地，所述步驟(2)中保壓的壓力為80～85MPa，保壓的時間為5～10s。