[發(fā)明專利]一種鈦鋁鈮鋯鉬合金的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810237806.0 | 申請日： | 2018-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN108251695B | 公開（公告）日： | 2020-04-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張玉勤;郭謙;何遠(yuǎn)懷;蔣業(yè)華;周榮 | 申請（專利權(quán)）人： | 昆明理工大學(xué) |
| 主分類號： | C22C14/00 | 分類號： | C22C14/00;C22C1/04 |
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| 地址： | 650093 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鈦鋁鈮鋯鉬 合金 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開一種鈦鋁鈮鋯鉬合金的制備方法，屬于鈦合金制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述方法為：按照一定配比稱取Ti、Al、Nb、Zr、Mo金屬粉末并混合，經(jīng)球磨機(jī)間歇性干式球磨后得到混合粉末，將所得的混合粉末裝入石墨模具中，預(yù)壓后置入放電等離子燒結(jié)爐中，在真空度為2～8Pa條件下，施加10～50MPa的軸向壓力進(jìn)行燒結(jié)，以多段式升溫方式加熱至1000～1150℃后保溫3～8min，然后冷卻至室溫，退模即得到鈦鋁鈮鋯鉬合金材料。本發(fā)明所述方法制備的鈦鋁鈮鋯鉬合金具有成分均勻、致密度高、高強(qiáng)度、高塑性等優(yōu)點(diǎn)，同時本發(fā)明方法操作簡單、耗時短，節(jié)能環(huán)保，具有良好的推廣價值。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明公開一種鈦鋁鈮鋯鉬合金的制備方法，屬于鈦合金制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鈦合金具有比強(qiáng)度耐海水及海洋大氣腐蝕、無磁、透聲、抗沖擊震動及可加工性好等特點(diǎn)，是一種優(yōu)質(zhì)的海洋工程材料。由于海洋工程材料所處高濕高鹽的特殊環(huán)境，使用的結(jié)構(gòu)件除了基于耐壓性能要求需要具有高強(qiáng)度，并且要求具有良好的焊接性能，以及在海水中要有極好的可靠性，焊后無須進(jìn)行熱處理。鈦鋁鈮鋯鉬合金具有高強(qiáng)度、高塑韌性、耐蝕、易焊等優(yōu)良綜合性能，被廣泛應(yīng)用于艦艇、深潛器、海洋鉆井平臺等結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件、耐壓耐蝕殼體和管路系統(tǒng)。根據(jù)綜述文獻(xiàn)（程德彬. 船用鈦合金與航空鈦合金的使用性能差異[J]. 材料開發(fā)與應(yīng)用, 2012, 27(3):60-63.）報道鈦鋁鈮鋯鉬合金的焊接性能、沖擊韌性、斷裂韌性和應(yīng)力腐蝕斷裂韌性均優(yōu)于Ti-6Al-4VELI。傳統(tǒng)的鈦合金冶金工藝周期長、能耗大，導(dǎo)致鈦合金價格較貴，另外傳統(tǒng)的多次真空自耗熔煉法熔煉多元鈦合金常常出現(xiàn)偏析和組織粗大等問題，這些不足都會導(dǎo)致制備合金的力學(xué)性能受到嚴(yán)重影響，因而導(dǎo)致鈦合金使用受到極大的限制。而具有組織細(xì)小均勻、成分可控、近凈成形等眾多優(yōu)點(diǎn)的粉末冶金技術(shù)，不但能夠提高成材率，極大程度減少后續(xù)所需的機(jī)械加工量，而且克服鈦合金加工性能差的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈦鋁鈮鋯鉬合金的制備方法，得到組織均勻、致密度高、具有良好的塑韌性和高強(qiáng)度的鈦鋁鈮鋯鉬合金成分，具體包括以下步驟：
（1）將金屬粉末Ti、Al、Nb、Zr、Mo按照質(zhì)量百分比Al：4.5~7%、Nb：2~4%、Zr：1~3%、Mo：0.2~2%、余量Ti進(jìn)行稱取。
（2）將步驟（1）稱取的金屬粉末與硬脂酸一起放入球磨罐，將罐體內(nèi)真空度抽至10Pa以下后充入氬氣，然后把球磨罐安裝在行星式球磨機(jī)上，以200~500r/min的速度進(jìn)行間歇性干式球磨混粉5~20h，最后對球磨后的混合粉末做脫脂處理除去硬脂酸得到混合金屬粉末。
（3）將混好的金屬粉末裝入圓柱形石墨模具中，經(jīng)過預(yù)壓后置入放電等離子燒結(jié)爐中，并通過石墨模具兩端的沖頭施加10～50MPa的軸向壓力，將系統(tǒng)真空度抽至10Pa以下后進(jìn)行燒結(jié)，以多段式升溫方式加熱至1000～1150℃后保溫3～8min，然后冷卻至室溫，退模即得到鈦鋁鈮鋯鉬合金材料。
優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）中，Ti、Nb、Zr、Mo粉末的粒度為小于75μm，Al粉末的粒度為23~150μm，Ti、Al、Nb、Zr、Mo的純度都≥99.5%。
優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中，研磨球選用直徑為3~6mm的304型不銹鋼研磨球，研磨球與金屬粉末的球料比為2:1~5:1；采用間歇式球磨，每球磨30~120min經(jīng)暫停60min后再繼續(xù)球磨，如此反復(fù)至達(dá)到預(yù)定球磨時間為止。
優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中，硬脂酸的質(zhì)量為金屬粉末的1～5％；脫脂處理的條件為：在流通的氬氣環(huán)境中，于200~400℃的條件下進(jìn)行1~3h脫脂處理。
優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3）中，預(yù)壓的壓力為10~80MPa，石墨模具的內(nèi)徑為10~25mm，每次裝入10~30g混合金屬粉末。
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