[發明專利]一種制備TC4合金的方法

在審

• 申請號: 201711243158.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107841644A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 馬蘭;楊紹利;朱鈺玲
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C14/00;C22F1/18;C23C8/68
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 張小麗,梁鑫

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，具體涉及一種制備TC4合金的方法。

背景技術

TC4合金被廣泛用于醫用、航空航天，目前最常用的生產TC4合金的方法主要有熔煉法和粉末冶金法。熔煉法，即把TC4合金的成分金屬鑄錠按比例放入燒結爐內，加熱使其熔化充分混合在一起，最后得到TC4合金鑄錠。上述的熔煉法有以下幾個缺點：1)對燒結爐的工作溫度要求較高，能耗高；2)生產出來的鑄錠還需要進一步成型。

發明內容

針對上述缺陷，本發明目的在于提供一種TC4合金的粉末冶金制備方法。本發明方法采用氫化鈦粉作為生產TC4合金的主要原料，可有效的縮短工藝流程、節約設備、近凈成形樣品，減少樣品加工量，進而降低成本，此外還能提升TC4合金表面性能，為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：一種制備TC4合金的方法，包括以下步驟：

(1)按質量百分比計，將90％氫化鈦、5.8～10％釩鋁、0～4.2％鋁混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)的混合料壓制成型，得到壓坯；

(3)將步驟(2)的壓坯真空燒結，得到TC4合金燒結體；

(4)將步驟(3)的TC4合金燒結體進行熱處理，得到熱處理樣品；

(5)將步驟(4)的熱處理樣品冷卻至室溫，然后進行固體滲硼處理，即得成品TC4合金。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述氫化鈦粒度為300～400目。優選為325～400目。最優選為325目。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述釩鋁粒度為300～400目。優選為325～400目。最優選為325目。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述鋁粒度為300～400目。優選為325～400目。最優選為300目。

具體的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述氫化鈦的質量含量≥99.8％。

具體的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述釩鋁為AlV70、AlV60、AlV50或AlV40粉中至少一種。優選為AlV40粉。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(1)中，所述鋁的添加量為0。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(2)中，所述成型的樣品徑向尺寸為5～15cm，成型的壓力為200～360MPa，所述成型的時間為3～6min，保壓時間為0.5～3min。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(3)中，所述真空燒結溫度為1050～1250℃。更優選為1100～1230℃。最優選為1200℃。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(3)中，所述真空燒結時間為2.5～5h。更優選為3.5～4.5h。最優選為4h。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(4)中，所述熱處理分為固溶熱處理和時效熱處理兩段。

進一步的，上述制備TC4合金的方法步驟(4)中，所述固溶熱處理溫度為950～1050℃。優選溫度為980～1020℃。最優選為1000℃。所述固溶熱處理時間為25-45min。優選時間為30～40min。最優選為35min。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(4)中，所述時效熱處理溫度為500～800℃。優選溫度為600～750℃。最優選為700℃。所述時效熱處理時間為3～24h。更優選10～20h。最優選16h。

優選的，上述制備TC4合金的方法步驟(5)中，所述滲硼處理溫度為900～980℃。優選為940～960℃。最優選為950℃。所述滲硼處理時間2～3h。優選為2～2.5h。最優選為2.5h。

具體的，上述制備TC4合金的方法步驟(5)中，所述固體滲硼為將熱處理樣品放入含硼體系中進行保溫。所述含硼體系為含硼氧化物、硼酸、硼砂、FeB、B₄C或含硼鹽中的至少一種。

本發明TC4合金的粉末冶金制備方法，不同于傳統TC4合金的粉末冶金制備方法，本發明采用氫化鈦粉粉末冶金法制備TC4合金，具有以下優點：1)采用氫化鈦粉作為主要原料，減少了氫化和脫氫工序，節省了設備和時間，近凈成形樣品，減少樣品加工量，降低了成本；2)采用氫化鈦粉作為主要原料，減少了可能被污染的程序，降低最終樣品的雜質含量，提高了樣品的力學性能；3)對所退火后的TC4合金進行固體滲硼工藝處理，可改善TC4合金的及表面耐磨耐蝕性能。

具體實施方式

一種TC4合金的粉末冶金制備方法方法，包括以下步驟：