專利名稱：鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金材料具有強度高和耐腐蝕性強的特點，國內(nèi)、國際廣泛用于航空、航天、化工、機械、制鹽等諸多領(lǐng)域中，在國內(nèi)民用方面正在擴大應用領(lǐng)域。由于鈦及鈦合金材料具有穩(wěn)定的物理、化學性能及比強度高，抗腐蝕能力強的優(yōu)點，目前國內(nèi)只有鑄錠、板材、管材、棒材及澆鑄成型的鑄件產(chǎn)品，鈦及鈦合金的粉末產(chǎn)品只是應用于一些合金添加劑和煙花爆竹行業(yè)，遠滿足不了一些特殊要求的異型件產(chǎn)品，對鈦及鈦合金粉末異型件的產(chǎn)品只能用真空澆鑄的工藝方法，生產(chǎn)成本高，成品率低，最重要的是異型件內(nèi)部氣孔多，不易被檢查發(fā)現(xiàn)，致使?jié)茶T的異型件產(chǎn)品難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，這是澆鑄成型的異型件產(chǎn)品目前沒有能夠安全解決的工藝難題。金屬粉末的冶金制品在生產(chǎn)過程中有幾大難點其一是鈦金屬是活潑的金屬，在粉末制取過程中很容易與間隙元素親合，會發(fā)生自燃；其二，鈦及鈦合金粉末制取都是采用氧化、球磨、過篩的工藝，所以粉末粒度形狀較規(guī)則，這就給異型件的壓制成型造成很大困難，要求的成型壓力很高，一般的油等靜壓機是達不到要求的；其三，真空燒結(jié)的升溫速度和最終保溫溫度的工藝控制難度大。上述方面限制了鈦及鈦合金粉末冶金異型件制品工藝研制，因此有必要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，可解決異型件制品內(nèi)部氣孔的難題和密度偏低的問題，提高了異型件制品的物理性能和化學性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，包括下述步驟1)選取原材料，海綿鈦或鈦合金；2)將海綿鈦或鈦合金放入真空度為IOxKT2I3a的真空燒結(jié)爐內(nèi)加熱至550°C，注入氫氣，氫化時間3小時，使海綿鈦或鈦合金發(fā)生氫脆，隨爐冷卻至60度出爐；3)將氫化海綿鈦或鈦合金裝入球磨罐中，在氬氣保護下進行球磨；4)將球磨粉末采用震動篩選，分成80-300目各種不同的粒度；5)采用橡膠制作成規(guī)格不同的各種異型件橡膠軟模具；6)將粒度不同的粉末搭配后裝入攪拌器內(nèi)充分混合均勻；7)將混合均勻的粉末裝入橡膠軟模具，經(jīng)冷等靜壓340-380兆帕壓力壓鑄成型后脫模；8)真空燒結(jié)，將脫模后的異型件坯料放入真空度為10x1. 2-2Pa的真空燒結(jié)爐內(nèi)分四個階段燒結(jié)第一階段，用1小時緩慢將異型件坯料升溫至180-250°C，保溫2-2. 5小時脫氣；
3
第二階段，用2小時緩慢將異型件坯料從180-250°C升溫至700-800°C，保溫5_6 小時脫氫；第三階段，用3小時緩慢將異型件坯料從700-800°C升溫至870-1020°C，保溫 2-2. 5小時預燒結(jié)；第四階段，用2小時緩慢將異型件坯料從870-1020°C升溫至1200-1250°C，保溫2 小時40分鐘-3小時，隨爐冷卻至60度，出爐。上述步驟3中，球磨機轉(zhuǎn)速^Or/min，球磨時間25_32小時。進一步地，所述鈦及鈦合金粉末冶金異型件密度均勻，無氣孔，密度為97. 5%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比解決了傳統(tǒng)真空澆鑄工藝方法生產(chǎn)成本高，成品率低，異型件內(nèi)部氣孔多，不易被檢查發(fā)現(xiàn)，致使?jié)茶T的異型件產(chǎn)品難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的難題，采用此方法制備出的異型件產(chǎn)品密度均勻，無氣孔，密度達到97. 5%
具體實施例方式下面描述本發(fā)明的實施例。鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，包括下述步驟1)選取原材料，海綿鈦或鈦合金；2)將海綿鈦或鈦合金放入真空度為IOxKT2I3a的真空燒結(jié)爐內(nèi)加熱至550°C，注入氫氣，氫化時間3小時，使海綿鈦或鈦合金發(fā)生氫脆，隨爐冷卻至60度出爐；3)將氫化海綿鈦或鈦合金裝入球磨罐中，在氬氣保護下進行球磨，球磨機轉(zhuǎn)速 ^Or/min，球磨時間25-32小時；4)將球磨粉末采用震動篩選，分成80-300目各種不同的粒度；5)采用橡膠制作成規(guī)格不同的各種異型件橡膠軟模具；6)將粒度不同的粉末搭配后裝入攪拌器內(nèi)充分混合均勻，可取60 %的200目粉末和40%的80目粉末混合，或者取30%的250目粉末、30%的180目粉末和40%的100目粉末混合；7)將混合均勻的粉末裝入橡膠軟模具，經(jīng)冷等靜壓340-380兆帕壓力壓鑄成型后脫模；8)真空燒結(jié)，將脫模后的異型件坯料放入真空度為10x1. 2-2Pa的真空燒結(jié)爐內(nèi)分四個階段燒結(jié)第一階段，用1小時緩慢將異型件坯料升溫至220°C，保溫2. 5小時脫氣； 第二階段，用2小時緩慢將異型件坯料從220°C升溫至730°C，保溫5. 5小時脫氫；第三階段，用3小時緩慢將異型件坯料從730°C升溫至1000°C，保溫2. 5小時預燒結(jié)；第四階段，用2小時緩慢將異型件坯料從1000°C升溫至1200°C，保溫3小時，隨爐
冷卻至60度，出爐。各項性能檢測，異型件制品密度均勻，無氣孔，密度達到97. 5%。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請權(quán)利要求范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，其特征在于包括下述步驟1)選取原材料，海綿鈦或鈦合金；2)將海綿鈦或鈦合金放入真空度為10xl0_2!^的真空燒結(jié)爐內(nèi)加熱至550°C，注入氫氣，氫化時間3小時，使海綿鈦或鈦合金發(fā)生氫脆，隨爐冷卻至60度出爐；3)將氫化海綿鈦或鈦合金裝入球磨罐中，在氬氣保護下進行球磨；4)將球磨粉末采用震動篩選，分成80-300目各種不同的粒度；5)采用橡膠制作成規(guī)格不同的各種異型件橡膠軟模具；6)將粒度不同的粉末搭配后裝入攪拌器內(nèi)充分混合均勻；7)將混合均勻的粉末裝入橡膠軟模具，經(jīng)冷等靜壓340-380兆帕壓力壓鑄成型后脫模；8)真空燒結(jié)，將脫模后的異型件坯料放入真空度為10x1.Z2Pa的真空燒結(jié)爐內(nèi)分四個階段燒結(jié)第一階段，用1小時緩慢將異型件坯料升溫至180-250°C，保溫2-2. 5小時脫氣； 第二階段，用2小時緩慢將異型件坯料從180-250°C升溫至700-800°C，保溫5_6小時脫氫；第三階段，用3小時緩慢將異型件坯料從700-800°C升溫至870-1020°C，保溫2-2. 5小時預燒結(jié)；第四階段，用2小時緩慢將異型件坯料從870-1020°C升溫至1200-1250°C，保溫2小時 40分鐘-3小時，隨爐冷卻至60度，出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，其特征在于上述步驟3中，球磨機轉(zhuǎn)速^Or/min，球磨時間25-32小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，其特征在于所述鈦及鈦合金粉末冶金異型件密度均勻，無氣孔，密度為97. 5%。
全文摘要
提供一種鈦及鈦合金粉末冶金異型件制備方法，包括下述步驟選取原材料-氫化-球磨-制作橡膠軟模具-將粉末裝入橡膠軟模具-冷等靜壓壓鑄成型-真空燒結(jié)。采用本發(fā)明可解決異型件制品內(nèi)部氣孔和密度偏低的問題，提高了異型件制品的物理性能和化學性能。
文檔編號B22F9/04GK102407337SQ20111037936
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者李軍濤, 李寶干 申請人:李寶干