[發(fā)明專利]粘結劑、TiAl合金渦輪的注射成形制備方法及制品

有效

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• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111266571B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 路新;潘宇;劉艷軍;劉博文;張策;徐偉;楊芳;曲選輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/22;B22F3/10;B22F5/04;C22C14/00;C22C32/00
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種利用TiAl合金渦輪的注射成形制備方法制備得到的制品，其特征在于，所述制品為TiAl合金渦輪，所述TiAl合金渦輪具有Ti₂AlC和Ti₅Si₃增強的α₂/γ全片層結構；其中，所述Ti₂AlC和Ti₅Si₃的顆粒尺寸均為1～3μm；所述α₂/γ全片層結構中的α₂相和γ相均為板條狀結構；所述α₂相所占質量百分比為10～20％，所述γ相所占質量百分比為80～90％。

2.一種如權利要求1所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，制備喂料：將TiAl基預合金粉末和粘結劑按一定配比進行混煉，再破碎形成粒狀喂料；

S2，注射成形：將所述喂料在注射機上注射成形，得到渦輪坯件；

S3，脫脂和預燒結：將所述渦輪坯件進行脫脂及預燒結處理；

S4，燒結：將S3步驟脫脂及預燒結處理后的渦輪坯體進行燒結處理，隨爐冷卻后得到渦輪制件。

3.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，所述粘結劑包括以體積百分比計的組成成分：石蠟50～70％，高密度聚乙烯3～15％，聚丙烯5～10％，硬脂酸5～10％，硅酮樹脂5～17％。

4.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，S1步驟中，所述粘結劑的含量為60～65vol.％；所述TiAl基預合金粉末組成成分以原子百分比計：Al含量為43～49at.％，Cr含量為0～5at.％，Nb含量為1～8at.％，余量為Ti。

5.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，S1步驟中，所述混煉的溫度為150～190℃，轉速為10～30r/min，時間為1～2h；混煉完成后通過破碎機切成粒料。

6.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，S2步驟中，所述喂料加熱至120～175℃，注射壓力為40～80MPa，保壓壓力為40～100MPa，保壓時間為5～25s，模溫50～100℃，注射速度為注射機最大注射速度的50～80％。

7.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，S3步驟中，所述脫脂處理包括溶劑脫脂過程和熱脫脂過程，所述熱脫脂過程在惰性氣體保護下進行；所述預燒結處理過程以2～10℃/min升溫至800～1200℃，保溫0.5～1.5h。

8.根據權利要求7所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，所述溶劑脫脂過程中脫脂溶劑為正庚烷或三氯乙烯，脫脂溫度為40～55℃，脫脂時間為18～48h；脫脂完成后，在45～55℃溫度下進行干燥處理，干燥時間為4～12h。

9.根據權利要求8所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，所述熱脫脂過程是以0.5～2℃/min由室溫升溫至150～200℃，保溫0.5～1.5h進行第一階段熱脫脂；以0.5～1.5℃/min升溫300～400℃，保溫0.5～1.5h進行第二階段熱脫脂；以0.5～2℃/min升溫450～600℃，保溫0.5～1.5h進行第三階段熱脫脂；以0.5～2℃/min升溫600～800℃，保溫0.5～1.5h進行第四階段熱脫脂。

10.根據權利要求2所述的制品的注射成形制備方法，其特征在于，S4步驟中，所述燒結處理在惰性氣體保護下或在真空條件下進行，其中，真空度為10^-2～10^-4Pa；從室溫以2～10℃/min升溫至1000～1200℃，保溫0.5～2h，進行第一階段燒結；再以1～3℃/min升溫至1400～1550℃，保溫時間為1～4h，進行第二階段燒結。