一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法技术

一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法，涉及一种TiAl合金板材的加工方法。本发明专利技术是要解决现有TiAl合金成形困难的技术问题。本发明专利技术：一、制备TiAl粉末；二、TiAl粉末的预合金化；三、真空热压烧结；四、TiAl合金板材挤压。本发明专利技术先通过预合金化、真空热压烧结方法制得TiAl合金块体材料，然后将该块体合金置于挤压模具中进行高温挤压成形。本发明专利技术的优点：本发明专利技术提出的一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法解决了TiAl合金因其室温延性差、高温强度高所导致的成形困难的难题，采用高温挤压方法获得TiAl合金板材。本发明专利技术的方法同样适用于其他的钛合金材料。

【技术实现步骤摘要】
一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法
本专利技术涉及一种TiAl合金板材的加工方法。
技术介绍
TiAl合金具有高熔点，低密度，高弹性模量，良好的阻燃能力，优异的抗氧化性能及良好的高温强度(700℃～900℃)等特点，逐渐成为颇具发展前途的轻质高温结构材料。但是由于TiAl合金室温延性很低、高温屈服应力高，导致其加工成形非常困难，限制了该合金在工程上的应用。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有TiAl合金成形困难的技术问题，提供了一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法。本专利技术的一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法是按以下步骤进行的：一、制备TiAl粉末：将钛粉和铝粉按照摩尔比1:1放于球磨混料机中进行混粉球磨6h，形成均匀的TiAl混合粉末；二、TiAl粉末的预合金化：将步骤一得到的均匀TiAl混合粉末放于管式炉中在真空或氩气保护的条件下以0.3℃/min～0.5℃/min的升温速度从室温升温至550℃～900℃，然后在真空或氩气保护和温度为550℃～900℃的条件下保温1h～2h，得到预合金化的TiAl粉末；三、真空热压烧结：将步骤二得到的预合金化的TiAl粉末装填在石墨模具的上下冲头之间，压实后装炉，将炉内抽真空至真空度达到10-2Pa～10-3Pa，在真空度为10-2Pa～10-3Pa的条件下从室温升温至630℃，然后施加20MPa的压制压力，在真空度为10-2Pa～10-3Pa、温度为630℃和压制压力为20MPa的条件下保温1h，然后在真空和压制压力为20MPa的条件下从温度为630℃升温至1150℃～1300℃，在真空、压制压力为30MPa～50MPa和温度为1150℃～1300℃的条件下保温90min～120min，自然降至室温，得到TiAl合金块体；四、TiAl合金板材挤压：在步骤三得到的TiAl合金块体表面涂抹润滑剂，然后放入挤压模具中，在挤压温度为1250℃～1350℃、挤压压力为50MPa～80MPa和真空的条件下保温1h，得到TiAl合金板材。本专利技术采用真空高温挤压成形方法，解决了TiAl合金加工成形难的问题。本专利技术先通过预合金化、真空热压烧结方法制得TiAl合金块体材料，然后将该块体合金置于挤压模具中进行高温挤压成形。本专利技术的优点：本专利技术提出的一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法解决了TiAl合金因其室温延性差、高温强度高所导致的成形困难的难题，采用高温挤压方法获得TiAl合金板材。本专利技术的方法同样适用于其他的钛合金材料。附图说明图1是试验一步骤一所述的钛粉的SEM图；图2是试验一步骤一所述的铝粉的SEM图；图3是试验一步骤一中得到的TiAl混合粉末的SEM图；图4为试验一步骤二中得到预合金化的TiAl粉末的SEM图；图5为试验一步骤三得到的TiAl合金块体的SEM图；图6是试验一步骤四得到的TiAl合金板材的实物照片。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式为一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法，具体是按以下步骤进行的：一、制备TiAl粉末：将钛粉和铝粉按照摩尔比1:1放于球磨混料机中进行混粉球磨6h，形成均匀的TiAl混合粉末；二、TiAl粉末的预合金化：将步骤一得到的均匀TiAl混合粉末放于管式炉中在真空或氩气保护的条件下以0.3℃/min～0.5℃/min的升温速度从室温升温至550℃～900℃，然后在真空或氩气保护和温度为550℃～900℃的条件下保温1h～2h，得到预合金化的TiAl粉末；三、真空热压烧结：将步骤二得到的预合金化的TiAl粉末装填在石墨模具的上下冲头之间，压实后装炉，将炉内抽真空至真空度达到10-2Pa～10-3Pa，在真空度为10-2Pa～10-3Pa的条件下从室温升温至630℃，然后施加20MPa的压制压力，在真空度为10-2Pa～10-3Pa、温度为630℃和压制压力为20MPa的条件下保温1h，然后在真空和压制压力为20MPa的条件下从温度为630℃升温至1150℃～1300℃，在真空、压制压力为30MPa～50MPa和温度为1150℃～1300℃的条件下保温90min～120min，自然降至室温，得到TiAl合金块体；四、TiAl合金板材挤压：在步骤三得到的TiAl合金块体表面涂抹润滑剂，然后放入挤压模具中，在挤压温度为1250℃～1350℃、挤压压力为50MPa～80MPa和真空的条件下保温1h，得到TiAl合金板材。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中混粉球磨时采用无水乙醇为混合介质，无水乙醇的质量是钛粉和铝粉总质量的10％～30％。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：步骤一中所述的钛粉的纯度为99.5％。其他与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：步骤一中所述的铝粉的纯度为99.7％。其他与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四的不同点是：步骤四所述的润滑剂为氮化硼。其他与具体实施方式一至四相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五的不同点是：步骤四所述的挤压模具的材质为石墨材料，石墨材料的抗压强度110MPa。其他与具体实施方式一至五相同。通过以下试验验证本专利技术的有益效果：试验一：本试验为一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法，具体是按以下步骤进行的：一、制备TiAl粉末：将钛粉和铝粉按照摩尔比1:1放于球磨混料机中进行混粉球磨6h，形成均匀的TiAl混合粉末；二、TiAl粉末的预合金化：将步骤一得到的均匀TiAl混合粉末放于管式炉中在真空的条件下以0.3℃/min的升温速度从室温升温至700℃，然后在真空和温度为700℃的条件下保温2h，得到预合金化的TiAl粉末；三、真空热压烧结：将步骤二得到的预合金化的TiAl粉末装填在石墨模具的上下冲头之间，压实后装炉，将炉内抽真空至真空度达到10-3Pa，在真空度为10-3Pa的条件下从室温升温至630℃，然后施加20MPa的压制压力，在真空度为10-3Pa、温度为630℃和压制压力为20MPa的条件下保温1h，然后在真空和压制压力为20MPa的条件下从温度为630℃升温至1250℃，在真空、压制压力为50MPa和温度为1250℃的条件下保温120min，自然降至室温，得到TiAl合金块体；四、TiAl合金板材挤压：在步骤三得到的TiAl合金块体表面涂抹润滑剂，然后放入挤压模具中，在挤压温度为1300℃、挤压压力为50MPa和真空的条件下保温1h，得到TiAl合金板材。步骤一中混粉球磨时采用无水乙醇为混合介质，无水乙醇的质量是钛粉和铝粉总质量的10％～30％；步骤一中所述的钛粉的纯度为99.5％；步骤一中所述的铝粉的纯度为99.7％；步骤四所述的润滑剂为氮化硼；步骤四所述的挤压模具的材质为石墨材料，石墨材料的抗压强度110MPa。图1是试验一步骤一所述的钛粉的SEM图，从图中可以看出纯钛粉末的平均粒径范围是20μm～30μm。图2是试验一步骤一所述的铝粉的SEM图，从图中可以看出铝粉是较好的球形或近球形，粒径范围是30μm～40μm。图3是试验一步骤一中得到的TiAl混合粉末的SEM图，从图中可以看出混合后的钛粉和铝粉形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法，其特征在于TiAl合金板材真空挤压的加工方法是按以下步骤进行的：一、制备TiAl粉末：将钛粉和铝粉按照摩尔比1:1放于球磨混料机中进行混粉球磨6h，形成均匀的TiAl混合粉末；二、TiAl粉末的预合金化：将步骤一得到的均匀TiAl混合粉末放于管式炉中在真空或氩气保护的条件下以0.3℃/min～0.5℃/min的升温速度从室温升温至550℃～900℃，然后在真空或氩气保护和温度为550℃～900℃的条件下保温1h～2h，得到预合金化的TiAl粉末；三、真空热压烧结：将步骤二得到的预合金化的TiAl粉末装填在石墨模具的上下冲头之间，压实后装炉，将炉内抽真空至真空度达到10‑2Pa～10‑3Pa，在真空度为10‑2Pa～10‑3Pa的条件下从室温升温至630℃，然后施加20MPa的压制压力，在真空度为10‑2Pa～10‑3Pa、温度为630℃和压制压力为20MPa的条件下保温1h，然后在真空和压制压力为20MPa的条件下从温度为630℃升温至1150℃～1300℃，在真空、压制压力为30MPa～50MPa和温度为1150℃～1300℃的条件下保温90min～120min，自然降至室温，得到TiAl合金块体；四、TiAl合金板材挤压：在步骤三得到的TiAl合金块体表面涂抹润滑剂，然后放入挤压模具中，在挤压温度为1250℃～1350℃、挤压压力为50MPa～80MPa和真空的条件下保温1h，得到TiAl合金板材。...

【技术特征摘要】
1.一种TiAl合金板材真空挤压的加工方法，其特征在于TiAl合金板材真空挤压的加工方法是按以下步骤进行的：一、制备TiAl粉末：将钛粉和铝粉按照摩尔比1:1放于球磨混料机中进行混粉球磨6h，形成均匀的TiAl混合粉末；二、TiAl粉末的预合金化：将步骤一得到的均匀TiAl混合粉末放于管式炉中在真空或氩气保护的条件下以0.3℃/min～0.5℃/min的升温速度从室温升温至550℃～900℃，然后在真空或氩气保护和温度为550℃～900℃的条件下保温1h～2h，得到预合金化的TiAl粉末；三、真空热压烧结：将步骤二得到的预合金化的TiAl粉末装填在石墨模具的上下冲头之间，压实后装炉，将炉内抽真空至真空度达到10-2Pa～10-3Pa，在真空度为10-2Pa～10-3Pa的条件下从室温升温至630℃，然后施加20MPa的压制压力，在真空度为10-2Pa～10-3Pa、温度为630℃和压制压力为20MPa的条件下保温1h，然后在真空和压制压力为20MPa的条件下从温度为630℃升温至1150℃～1300℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：王重阳，卢振，蒋少松，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23