[發(fā)明專利]一種利用冷等靜壓及真空燒結(jié)設備的低成本鈦鋁合金靶材制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110795258.5 | 申請日： | 2021-07-14 |
| 公開（公告）號： | CN113560571A | 公開（公告）日： | 2021-10-29 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳勇;蘆博昕;劉宇 | 申請（專利權）人： | 天鈦隆（天津）金屬材料有限公司 |
| 主分類號： | B22F3/04 | 分類號： | B22F3/04;B22F3/10;B22F9/04;C23C14/34 |
| 代理公司： | 天津展譽專利代理有限公司 12221 | 代理人： | 劉建伯 |
| 地址： | 300000 天津市武清區(qū)汽車產(chǎn)業(yè)*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 利用 靜壓 真空 燒結(jié) 設備 低成本 鋁合金 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種利用冷等靜壓及真空燒結(jié)設備的低成本鈦鋁合金靶材制備方法，涉及粉末冶金技術領域，包括S1、將鈦粉與純鋁粉依據(jù)所需鈦鋁合金的成分比例進行配料，均勻混合；S2、將配比好的粉末，放入不銹鋼容器中，在高真空燒結(jié)爐中進行無壓預燒結(jié)，得到非致密鈦鋁合金坯料；S3、將燒結(jié)后的非致密鈦鋁合金坯料在保護氣氛下進行球磨破碎，經(jīng)篩分得到鈦鋁合金粉末；S4、將篩分得到的鈦鋁合金粉裝入橡膠包套中利用冷等靜壓機成型，得到冷等靜壓壓坯，冷等靜壓壓坯在真空燒結(jié)爐中進行真空燒結(jié)，得到晶粒細小的全致密鈦鋁合金靶材，本發(fā)明利用低溫無壓預燒結(jié)實現(xiàn)鈦鋁合金的合金化，避免了直接燒結(jié)帶來的開裂問題，實現(xiàn)鈦鋁合金靶材的制備。
技術領域
本發(fā)明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種利用冷等靜壓及真空燒結(jié)設備的低成本鈦鋁合金靶材制備方法。
背景技術
靶材是物理氣相沉積的主要原料，靶材的純度、密度和晶粒尺寸直接影響靶材的燒蝕和涂層的成分、結(jié)構及綜合性能。鈦鋁合金因其較低的密度，優(yōu)異的高溫性能和良好抗蠕變性能，成為了新一代最具潛力的高溫合金材料，鈦鋁合金靶材也成為涂層領域的熱門原料之一。由于鈦鋁兩種元素密度差異較大，因此傳統(tǒng)熔煉法極易產(chǎn)生偏析，難以得到成分均勻的鈦鋁合金材料，因此需要多次重熔，工藝繁瑣，制備難度高。
目前許多研究者開始采用粉末冶金工藝制備鈦鋁合金靶材，但在燒結(jié)過程中由于鈦鋁合金化時會產(chǎn)生劇烈的體積膨脹，造成開裂，無法得到致密的合金材料，因此常規(guī)壓制燒結(jié)工藝難以實施，亟需開發(fā)一種高效可控的低成本生產(chǎn)工藝。
通過對現(xiàn)有粉末冶金鈦鋁合金靶材制備技術進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，普遍采用熱等靜壓或熱壓方式，少量采用增材制造、噴射沉積等方式進行生產(chǎn)。專利CN202010425088.7中將鈦粉鋁粉混合后破碎，經(jīng)造粒、壓制成型，最后脫膠熱壓燒結(jié)，該工藝需要加壓燒結(jié)，且混入包覆劑后對純度可能造成影響。專利CN201310659314.8中采用熔煉方式得到鈦鋁合金，然后經(jīng)氫化脫氫制粉，壓制燒結(jié)得到鈦鋁合金材料，需要復雜的熔煉過程和氫化脫氫制粉。文獻1([1]王志，邵慧萍，葉青，林均品，段啟凱，林濤，郭志猛，何新波.鈦粉低溫真空反應制備TiAl合金粉的研究[J].功能材料，2014，45(10)：10045～10048.)中采用高能球磨和750℃低溫擴散得到鈦鋁合金粉，高能球磨效率低，產(chǎn)量有限，且低溫擴散容易造成反應不充分。。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種利用冷等靜壓及真空燒結(jié)設備的低成本鈦鋁合金靶材制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種利用冷等靜壓及真空燒結(jié)設備的低成本鈦鋁合金靶材制備方法，包括如下步驟：
S1、將鈦粉與純鋁粉依據(jù)所需鈦鋁合金的成分比例進行配料，均勻混合；
S2、將配比好的粉末，放入不銹鋼容器中，在高真空燒結(jié)爐中進行無壓預燒結(jié)，得到非致密鈦鋁合金坯料；
S3、將燒結(jié)后的非致密鈦鋁合金坯料在保護氣氛下進行球磨破碎，經(jīng)篩分得到鈦鋁合金粉末；
S4、將篩分得到的鈦鋁合金粉裝入橡膠包套中利用冷等靜壓機成型，得到冷等靜壓壓坯，冷等靜壓壓坯在真空燒結(jié)爐中進行真空燒結(jié)，得到晶粒細小的全致密鈦鋁合金靶材。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述鈦粉平均粒度為10～45微米，氧含量要求300～800ppm，鋁粉平均粒度5～150微米，氧含量 500～1000ppm。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述步驟S2中燒結(jié)溫度為 800～900℃，得到非致密鈦鋁合金坯料相對密度為60～70％。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于：所述步驟S3中的保護氣氛采用的保護氣體為氬氣或氮氣，篩分選取篩網(wǎng)為500目，篩分后粉末平均粒度為5～20微米。
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