[發明專利]一種NiAl基合金構件的成形方法

有效

• 申請號: 201911043133.6
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110918976B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王東君;劉鋼;苑世劍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/22;B22F3/10;C22C30/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

本發明提供了NiAl基合金構件的成形方法，屬于粉末冶金成形技術領域。本發明的成形方法包括以下步驟：將NiAl基合金粉末與黏結劑混合，對所得混合料進行破碎，得到注射料；將所述注射料注射成形，得到成形坯；將所述成形坯進行脫脂處理，得到脫脂坯；將所述脫脂坯進行真空燒結，得到NiAl基合金構件。本發明的成形方法適用于復雜形狀的NiAl基合金構件，尤其適用于具有薄壁筒形類構件的成形，本發明的成形方法步驟簡單，成本低廉且可實現近凈成形，且得到的構件無焊縫，安全可靠性高。

技術領域

本發明涉及粉末冶金成形技術領域，尤其涉及一種NiAl基合金構件的成形方法。

背景技術

隨著航空航天工業的迅速發展，發動機等關鍵構件的高溫性能和材料的輕量化更加突出重要。目前對于使役溫度在800-1000℃及以上的關鍵構件(如：燃燒室、渦輪盤、噴管等)，通常采用Ni基高溫合金制造。但其密度大(約7.5～9.1g/cm³)，不符合航空航天材料輕量化的發展趨勢。金屬間化合物材料是近年來研究開發的一類具有重要應用前景的耐高溫材料，其中NiAl基合金是典型的代表。NiAl基合金的密度約5.9～6.3g/cm³，使役溫度可達1000～1100℃。此外，NiAl基合金的高溫強度、剛度、抗蠕變和阻燃性能也非常優異，是新一代最有發展前景的輕質耐高溫材料。

雖然NiAl基合金具有許多性能方面的優勢，但其在航空航天等領域的大規模應用仍有加工成形方面的問題亟需解決，例如：由于合金成分較復雜，NiAl基合金的熔煉充型較困難；凝固潛熱大，采用液固相變制備成形極易產生熱裂紋；傳統液態成形合金材料的組織粗大，很容易產生疏松和成分偏析，因而性能有待提高。此外，NiAl基合金還存在難變形、難加工、熱塑成形溫度高，對設備要求苛刻等問題。傳統方法制備成形NiAl基合金復雜構件難度極大，成本高。因此，NiAl基合金復雜構件制備成形新工藝研究，成為了目前的研究熱點。

目前，針對NiAl基合金板材成形，常采用粉末冶金法或機械合金化法等制備生坯，通過高溫軋制或者Ni箔和Al箔疊層軋制生產板材。公開號CN 101760674A的發明專利提出了一種NiAl基復合材料軋制成形技術，主要是通過熱壓法制備出陶瓷顆粒增強的NiAl基復合材料板材，然后通過熱壓將交替的鋁板和鎳板熱壓成多層復合板材，經熱處理形成NiAl基合金板材。又如公開號CN 105414219 A的發明專利提出了一種金屬/金屬間化合物層狀復合材料的制備方法，該方法是對Ni箔和Al箔交互疊層包套冷軋，經熱處理獲得Ni/NiAl₃金屬間化合物，通過傳統的熱蠕變塑性成形技術獲得復雜曲面構件。以上發明僅僅局限于NiAl基合金板材及曲面構件的成形方法，可以獲得NiAl基合金板坯，但是由于NiAl基合金的脆性較大，目前成形出NiAl基合金薄壁筒形類復雜形狀構件仍沒有成熟的工藝方法。而采用NiAl基合金板坯卷筒，成形難度極大，且卷筒需要焊接才能成形出薄壁筒形構件，焊縫的存在必然影響構件的使用安全可靠性。因此，亟需開發NiAl基合金整體復雜構件(如：薄壁筒形類構件)制備成形新工藝，以滿足新一代航空航天飛行器研制對高性能、高精度NiAl基合金復雜構件的迫切需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種NiAl基合金構件的成形方法，適用于復雜形狀的NiAl基合金構件，尤其適用于具有薄壁筒形類構件的成形，本發明的成形方法步驟簡單，成本低廉且可實現近凈成形，且得到的構件無焊縫，安全可靠性高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種NiAl基合金構件的成形方法，包括以下步驟：

(1)將NiAl基合金粉末與黏結劑混合，對所得混合料進行破碎，得到注射料；

(2)將所述注射料注射成形，得到成形坯；

(3)將所述成形坯進行脫脂處理，得到脫脂坯；

(4)將所述脫脂坯進行真空燒結，得到NiAl基合金構件。