以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法技术

本发明专利技术属于钛与钛合金的制备和加工成形技术领域，具体涉及一种以氢化海绵钛为原材料制造粉末冶金钛与钛合金及其零部件的方法，其工艺流程：海绵钛氢化→同步球磨制粉氢化钛粉末或者混合粉末→粉末压坯→快速烧结并同步脱氢→热机械固结或者成型→彻底真空脱氢→合金制品。该方法实现氢化海绵钛与合金化原料的同步球磨制备混合粉末，粉末不需要筛分，出粉率大于96％；在惰性气氛保护下完成粉末的压坯、快速加热合金化、热机械固结与成型。本发明专利技术的工艺流程短，效率高，可以制造出高致密度(≥99.8％)和低氧含量(≤0.26％)的钛与钛合金制品；合金的主要力学性能高于普通变形钛合金的水平，且成本明显低于常规的粉末冶金钛合金。

The method of making titanium and titanium alloy and its components with hydrogenated sponge titanium as raw material

The invention belongs to titanium and titanium alloy preparation and processing forming technology field, in particular relates to a method for using hydrogenated titanium sponge as raw material for manufacturing powder metallurgy titanium and titanium alloy and its components, the process of sponge titanium hydrogenation, synchronous ball milling powder titanium hydride powder or mixed powder, powder compacts, fast the sintering and thermal mechanical consolidation or synchronous dehydrogenation, forming, vacuum dehydrogenation, alloy products completely. The method realizes the synchronous ball milling of hydrated sponge titanium and alloying raw materials to prepare the mixed powder. The powder needs no sieving, and the powder yield is more than 96%. Under the condition of inert atmosphere, the powder compaction, rapid heating alloying, thermo mechanical consolidation and molding are completed. The process is short, high efficiency, can produce high density (more than 99.8%) and low oxygen content (less than 0.26%) of titanium and titanium alloy products; the main mechanical properties of the alloy is higher than that of normal deformation of titanium alloy, and the cost is much lower than that of the conventional powder metallurgy titanium alloy.

【技术实现步骤摘要】
以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法
本专利技术属于钛与钛合金的制备和加工成形
，具体涉及一种以氢化海绵钛为原材料制造粉末冶金钛与钛合金及其零部件的方法。
技术介绍
钛合金具有低密度、金属结构材料中最高的比强度、优异的耐腐蚀和耐热性能、无磁性等突出优点，在航空航天、武器装备轻量化、石油化工、海洋工程和舰船工业、汽车制造、生物医用和体育休闲等领域表现出十分诱人的广阔的应用前景，是一种极其重要的结构材料和战略材料。然而，由于钛合金高温活性大、变形抗力高且加工性能较差，使钛合金在制备、加工和成形方面条件苛刻，最终造成钛合金零部件高昂的成本。当前，高成本已经成为钛合金大规模工业应用的最大障碍。铸锭冶金法和粉末冶金法是钛合金制备和零部件制造的两大主流方法。铸锭冶金法首先通过真空自耗电弧炉、真空感应熔炼炉或者电子束冷床炉等方法熔炼出钛合金铸锭，然后将铸锭进行开坯锻造和锻造、挤压、轧制等二次加工或成型得到钛材或部件毛坯，最终进行热处理、焊接和机加工等处理得到所需的钛合金零部件。很明显，铸锭冶金法制造钛合金材料和零部件，工艺流程长、工艺复杂、设备投资大、能耗大、材料利用率很低，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于，包含以下工序：①海绵钛的氢化；②同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末；③粉末压坯；④快速烧结并同步部分脱氢；⑤热机械固结或者成型；⑥彻底真空脱氢；⑦合金制品。

【技术特征摘要】
1.一种以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于，包含以下工序：①海绵钛的氢化；②同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末；③粉末压坯；④快速烧结并同步部分脱氢；⑤热机械固结或者成型；⑥彻底真空脱氢；⑦合金制品。2.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序①中海绵钛的氢化处理，是在氢化炉中，350～750℃温度和0.9～1.5atm氢气压力的条件下，保持1～6小时完成的。3.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是指将氢化海绵钛或者氢化海绵钛与合金化原料按照化学计量比一起装入球磨罐中，进行同步球磨粉碎和混合均匀化；加入的合金化原材料，是纯元素粉末、易破碎的中间合金颗粒或者粉末，或者是氢化物颗粒或者粉末。4.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是在惰性气氛保护下进行的，球磨机采用行星式球磨机、搅拌式球磨机或者滚筒式球磨机；球磨制得的氢化钛粉末或者合金的混合粉末，不需要进行筛分处理。5.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序③中的粉末压坯，是在惰性气氛保护下，取工序②制备的氢化钛粉末或者合金的混合粉末装入模具中，在300～1500MPa压力保压1～60分钟完成压制。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛红志，张德良，孙倩倩，张海瑞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21