一种TC11合金件的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种TC11合金件的制备方法，包括选用球形度高、氧含量低、粒径细的TC11预合金粉末，由POM、骨架支撑剂、润滑剂和抗氧剂所组成的塑基粘结剂体系，制备喂料并在注射成形机上注射，在采用硝酸或者草酸进行催化，催化过后的产品在在高真空或者Ar气条件下烧结，为了进一步提高差产品的致密度以及力学性能，对烧结坯进行热等压处理。本发明专利技术将MIM工艺引入TC11钛合金产品的制备，提高了产品的生产效率。

A Method for Preparing TC11 Alloy Parts

The invention relates to a preparation method of TC11 alloy parts, which includes choosing TC11 pre-alloy powder with high sphericity, low oxygen content and fine particle size, a plastic-based binder system composed of POM, skeleton support agent, lubricant and antioxidant, preparing feeds and injecting them into injection moulding machine, catalyzing by nitric acid or oxalic acid, and catalyzing the products after catalysis in high vacuum or Ar gas strip. In order to further improve the density and mechanical properties of the differential products, the sintered billet was treated by hot isobaric treatment. The MIM process is introduced into the preparation of TC11 titanium alloy products, and the production efficiency of the products is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种TC11合金件的制备方法
本专利技术专利涉及一种TC11合金件的制备方法。
技术介绍
TC11合金是一种α+β双相钛合金，具有良好的高温性能(力学强度、抗蠕变性能)，能在500℃条件下长期使用，是一种优良的航空航天结构材料，常被用在航空发动机的压力机盘、叶片、鼓筒等结构件。TC11合金变形能力差，主要加工方法包括切削和高温塑性加工。在切削过程中，容易温度升高，刀具磨损严重，对产品的表面粗糙度造成不利影响。而在高温塑性加工过程中，TC11的成形温度范围较窄，工艺参数敏感，严重影响产品的稳定性，导致加工效率低下。金属粉末注射成形(MIM)作为一种近净成形技术，在制备几何形状复杂、组织均匀、高性能的产品方面具有明显优势，使钛合金有了更广阔的应用前景。专利技术专利内容本专利技术专利的目的是提供一种高效的TC11合金件的制备方法。实现本专利技术专利目的的技术方案是：本专利技术的制备方法为：A、制备TC11预合金粉末。B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：75-90wt％；骨架支撑剂：5-20wt％；润滑剂：1-5wt％；抗氧剂：1-5wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1/9～1/4的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30-200min，混炼温度为180-200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为180-200℃，模温为100-130℃，注射压力为150-200MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为100-140℃，催化时间为3-10小时，通酸量为2-10ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1250-1400℃，时间为2-5h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理；温度为920±30℃，时间为1-5h，压力为100-150MPa。上述的TC11预合金粉末氧含量小于等于2000ppm。上述的步骤A中所述的TC11预合金粉末粒径包括粒径大于45μm和小于等于45μm的粉末，粒径大于45μm的粉末不得超过总数量的5％，粒径小于等于45μm的粉末不得小于总数量的95％。上述的TC11预合金粉末的制备工艺中包括雾化方法不仅限于气雾化、等离子雾化、等离子球化、等离子旋转电极雾化等方法。上述的骨架支撑剂为PP、PE、HDPE、EVA中的至少一种。上述的润滑剂为SA、石蜡、棕榈蜡中的至少一种。上述的保护气氛为真空或Ar气。成品的相对密度≥99.5％，屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥10％。本专利技术具有积极的效果：(1)本专利技术将MIM工艺引入TC11钛合金产品的制备，可以制备各种不同形状复杂的产品。(2)本专利技术通过对粉末的选择和粘结剂的选择，以及喂料的制备，从而使制备的各个不同形状的产品具有优良的力学性能。(3)本专利技术通过将MIM工艺引入TC11钛合金产品的制备，并且通过设置不同的参数，从而提高了产品的生产效率。具体实施方式(实施例一)本专利技术具有以下步骤：A、制备TC11预合金粉末；B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：75wt％；骨架支撑剂：20wt％；润滑剂：1wt％；抗氧剂：4wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1：4的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30-200min，混炼温度为180-200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为190℃，模温为120℃，注射压力为180MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为125℃，催化时间为8小时，通酸量为6ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1350℃，时间为4h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理，进一步提高力学性能；温度为920℃，时间为3h，压力为130MPa。其中，步骤A中所述的TC11预合金粉末氧含量2000ppm，步骤A中所述的TC11预合金粉末粒径包括粒径大于45μm和小于等于45μm的粉末，粒径大于45μm的粉末不得超过总数量的5％，粒径小于等于45μm的粉末数量不得小于总数量的95％。TC11预合金粉末的制备工艺所包含的雾化方法不仅限于气雾化、等离子雾化、等离子球化、等离子旋转电极雾化等方法；步骤B中所述的骨架支撑剂为PP；润滑剂为SA；步骤C中所述的保护气氛可以设置为真空；成品的相对密度99.5％，屈服强度900MPa，抗拉强度1000MPa，延伸率10％。(实施例二)本专利技术具有以下步骤：A、制备TC11预合金粉末；B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：77wt％；骨架支撑剂：18wt％；润滑剂：1wt％；抗氧剂：4wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1：4的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30-200min，混炼温度为180-200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为190℃，模温为120℃，注射压力为180MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为125℃，催化时间为8小时，通酸量为6ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1350℃，时间为4h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理，进一步提高力学性能；温度为920℃，时间为3h，压力为130MPa。其中，步骤A中所述的TC11预合金粉末氧含量2000ppm，步骤A中所述的TC11预合金粉末粒径包括粒径大于45μm和小于等于45μm的粉末，粒径大于45μm的粉末不得超过总数量的5％，粒径小于等于45μm的粉末数量不得小于总数量的95％。TC11预合金粉末的制备工艺所包含的雾化方法不仅限于气雾化、等离子雾化、等离子球化、等离子旋转电极雾化等方法；步骤B中所述的骨架支撑剂为PE；润滑剂为石蜡；步骤C中所述的保护气氛可以设置为Ar气；成品的相对密度99.5％，屈服强度900MPa，抗拉强度1000MPa，延伸率10％。(实施例三)本专利技术具有以下步骤：A、制备TC11预合金粉末；B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：79wt％；骨架支撑剂：16wt％；润滑剂：2wt％；抗氧剂：3wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1：5的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30-200min，混炼温度为180-200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为190℃，模温为120℃，注射压力为180MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为125℃，催化时间为8小时，通酸量为6ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1350℃，时间为4h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理，进一步提高力学性能；温度为920℃，时间为3h，压力为130MPa。其中，步骤A中所述的TC11预合金粉末氧含量2000ppm，步骤A中所述的TC11预合金粉末粒径包括粒径大于45μm和小于等于45μm的粉末，粒径大于45μm的粉末不得超过总数量的5％，粒径小于等于45μm的粉末数量不得小于总数量的95％。TC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TC11合金件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A、制备TC11预合金粉末；B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：75‑90wt％；骨架支撑剂：5‑20wt％；润滑剂：1‑5wt％；抗氧剂：1‑5wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1/9～1/4的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30‑200min，混炼温度为180‑200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为180‑200℃，模温为100‑130℃，注射压力为150‑200MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为100‑140℃，催化时间为3‑10小时，通酸量为2‑10ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1250‑1400℃，时间为2‑5h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理；温度为920±30℃，时间为1‑5h，压力为100‑150MPa。

【技术特征摘要】
1.一种TC11合金件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A、制备TC11预合金粉末；B、制备塑基粘结剂体系，其成分为POM：75-90wt％；骨架支撑剂：5-20wt％；润滑剂：1-5wt％；抗氧剂：1-5wt％；C、将塑基粘结剂体系与TC11预合金粉末按1/9～1/4的质量比称重，然后在保护气氛中进行混炼，得到喂料；混炼时间为30-200min，混炼温度为180-200℃；D、将喂料在注射成形机上注射，得到注射坯；注射温度为180-200℃，模温为100-130℃，注射压力为150-200MPa；E、将注射坯在酸性介质中进行催化脱脂，得到脱脂坯；催化温度为100-140℃，催化时间为3-10小时，通酸量为2-10ml/min；F、将脱脂坯在高真空或Ar气氛下烧结，温度为1250-1400℃，时间为2-5h，得到TC11产品；G、将烧结出来的TC11产品进行热等静压处理；温度为920±30℃，时间为1-5h，压力为100-150MPa。2.根据权利要求1所述的一种TC11合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬均文，王浩，
申请(专利权)人：江苏精研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32