[發明專利]一種鎳基粉末高溫合金及其成型方法

在審

• 申請號: 202010312187.4
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111647764A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉鋒;何國愛
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C19/03;B22F3/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉

本發明提供了一種鎳基粉末高溫合金的成型方法，包括以下步驟：A)將鎳基高溫合金粉末置于包套中，將所述包套加熱后真空抽氣，再密封包套；B)將密封后的包套加熱后擠壓，冷卻后得到鎳基粉末高溫合金。本申請提供的鎳基粉末高溫合金的成型方法直接通過粉末擠壓成型制備了高溫合金，該方法縮短了粉末高溫合金的制備流程，相比傳統制備流程而言，大幅節約經濟成本和時間成本；并且，該方法能夠制備出結構致密、無原始顆粒邊界、組織均勻細小且強度優異的粉末高溫合金。

技術領域

本發明涉及鎳基高溫合金技術領域，尤其涉及一種通過直接擠壓鎳基高溫合金粉末制備合金的成型方法。

背景技術

粉末鎳基高溫合金具有組織均勻、無宏觀偏析、合金化程度高、屈服強度高、抗氧化性能和疲勞性能好等優點，因此是熱結構部件的常用材料之一。

當前，國內粉末高溫合金的制備方法主要包括粉末制備、粉末致密化、熱擠壓及鍛造成型。粉末一般采用熱等靜壓的方法實現固結成形與致密化；熱等靜壓技術集熱壓和等靜壓的優點于一身，成形溫度低，產品致密，性能優異；但熱等靜壓后，材料中有可能會遺留原始顆粒邊界，原始顆粒邊界為熱等靜壓態粉末鎳基高溫合金的三大缺陷之一，它的存在嚴重降低合金的性能。一般而言，通過進一步熱擠壓大塑性變形，能消除熱等靜壓過程遺留的原始顆粒邊界，并進一步細化晶粒，為后續的等溫超塑性鍛造提供組織基礎。由于高溫合金在高溫下仍保持極高的強度以及現有設備和技術的局限，使得單次擠壓變形量，致使原始顆粒消除和晶粒細化效果不明顯，故一般采用二次或多次擠壓，以達到細化晶粒和消除原始顆粒邊界的目的。然而，這不僅增加了加工成本和加工難度，且使得加工過程復雜化。因此，亟待探究一種鎳基粉末高溫合金的制備方法，以將鎳基粉末高溫合金材料制備成型，在降低成本和加工難度的同時，使合金具備結構致密、無原始顆粒邊界、組織均勻細小且強度優異等優點。

發明內容

本發明旨在提供一種鎳基粉末高溫合金的短流程、低成本成型方法，本申請提供的成型方法使所制備的鎳基高溫合金結構致密、無原始顆粒邊界、組織均勻細小且強度優異。

有鑒于此，本申請提供了一種鎳基粉末高溫合金的成型方法，包括以下步驟：

A)，將鎳基高溫合金粉末置于包套中，將所述包套加熱后真空抽氣，再密封包套；

B)，將密封后的包套加熱后擠壓，冷卻后得到鎳基粉末高溫合金。

優選的，步驟A)中，所述包套加熱至200～500℃。

優選的，步驟A)中，所述真空抽氣的時間不少于12h，所述真空抽氣的真空度低于10^-3Pa。

優選的，步驟B)中，所述加熱的溫度為1000～1150℃，達到恒溫后保溫2～10h。

優選的，步驟B)中，所述加熱完成后于30s內在包套表面涂覆潤滑劑并轉移至擠壓筒內待擠壓。

優選的，步驟B)中，所述擠壓的擠壓比大于8：1；所述擠壓速率不低于30mm/s。

優選的，所述擠壓后在20s內將擠壓后的鎳基粉末高溫合金轉移至冷卻介質中；所述冷卻的冷卻介質為水。

本申請提供了一種鎳基粉末高溫合金，由鎳基高溫合金粉末依次經過裝包套、真空抽氣、密封包套、加熱、保溫、熱擠壓和冷卻得到。

優選的，所述鎳基粉末高溫合金幾乎不含原始顆粒邊界。

優選的，所述鎳基粉末高溫合金的相對密度為99.2％～99.7％。