一种钛合金高强度直齿条加工方法技术

本发明专利技术涉及一种钛合金高强度直齿条成形领域，尤其是涉及一种添加碳化钛‑碳纳米管粒子的钛合金粉末材料在超声导入下通过连续旋转挤压‑等通道转角剧烈塑性变形‑拉拔成形相结合的方法加工钛合金高强度直齿条。本发明专利技术钛合金粉末材料以钛、铝、钼和钒为组元，其组成可用aTi‑bAL‑cMo‑dV表示，其中a：83‑89，b：5‑8，c：1‑3，d：6‑9且a+b+c+d=100。具有纳米晶组织的钛合金高强度直齿条，其特殊之处是：其是以添加碳化钛‑碳纳米管粒子的钛合金粉末复合超声振动辅助连续旋转挤压‑等通道转角拉拔成形工艺制备高强度齿条。因此，本发明专利技术提出了一种通过剧烈塑性变形与成形相结合的方法加工钛合金高强度直齿条，能够应用于航空航天、工业机器人领域。

A high strength straight rack processing method for titanium alloy

The invention relates to a titanium alloy high strength straight rack forming field, in particular to a titanium alloy powder material with titanium carbide particles added with titanium carbide to process high strength straight rack of titanium alloy in ultrasonic introduction. The titanium alloy powder material is composed of titanium, aluminum, molybdenum and vanadium. The composition can be represented by the aTi bAL cMo dV, including a:83 89, b:5, c:1 3, d:6 9 and a+b+c+d=100. The high strength straight rack of titanium alloy with nanocrystalline microstructure is special in that the high strength rack is prepared by the angle drawing forming process of the titanium alloy powder composite ultrasonic vibration assisted continuous rotating extrusion of titanium alloy powder with titanium carbide particles. Therefore, the invention provides a high strength straight rack for titanium alloy through a combination of severe plastic deformation and forming, which can be applied to the field of aerospace and industrial robots.

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金高强度直齿条加工方法
本专利技术涉及一种钛合金高强度直齿条成形领域，尤其是涉及一种添加碳化钛-碳纳米管粒子的钛合金粉末材料在超声导入下通过连续旋转挤压-等通道转角剧烈塑性变形-拉拔成形相结合的方法加工钛合金高强度直齿条。
技术介绍
目前，大部分的直齿条的生产大多采用数控成形磨削或铣齿加工方法，但它具有很多缺陷，如：材料利用率低，齿条力学性能差、成本高，加工效率低。随着机械工业的发展和国际竞争的激化，对直齿条产品的性能的提高和加工成本的降低提出了更高的要求，尤其加工效率的提高。因此直齿条的挤压和锻造成形技术得到了重视和发展。此类加工方法由原来传统工艺加工方法40%的材料利用率提高到70%以上，而且直齿条强度也提高20%，并且加工效率提高大约40%，但此类加工方法均采用单件生产加工方法，其加工效率有待进一步的提升。同时随着我国高端装备制造业的发展，尤其开发具有高强度、高耐磨、高寿命的机密机床及机器人精密减速器用直齿条十分必要，目前直齿条寿命低直接影响了高端装备制造业的快速发展。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金高强度直齿条加工方法，通过添加碳化钛‑碳纳米管粒子的钛合金粉末材料在超声导入下通过连续旋转挤压‑等通道转角剧烈塑性变形‑拉拔成形相结合的方法加工钛合金高强度直齿条通过以下技术方案实现：（a）氮化钛‑碳纳米管超细粉制备：首先制备碳纳米管粉末是将下列金属钙Ca、镁Mg、铜Cu、铝Al、镍Ni和钴与水H2O的硝酸盐溶液，其成分配比均为1：1：1：1：1：1：11，将上述硝酸盐溶液、硝酸含量为60%的水溶液和氢氧化钠含量为40%的水溶液按质量1:1:1比例混合均匀，将沉淀物进行过滤获得，然后置于真空干燥箱中于550℃，煅烧18小时，然后在球磨机中球磨为20μm的超细粉末为反应催化剂，将上...

【技术特征摘要】
1.一种钛合金高强度直齿条加工方法，通过添加碳化钛-碳纳米管粒子的钛合金粉末材料在超声导入下通过连续旋转挤压-等通道转角剧烈塑性变形-拉拔成形相结合的方法加工钛合金高强度直齿条通过以下技术方案实现：（a）氮化钛-碳纳米管超细粉制备：首先制备碳纳米管粉末是将下列金属钙Ca、镁Mg、铜Cu、铝Al、镍Ni和钴与水H2O的硝酸盐溶液，其成分配比均为1：1：1：1：1：1：11，将上述硝酸盐溶液、硝酸含量为60%的水溶液和氢氧化钠含量为40%的水溶液按质量1:1:1比例混合均匀，将沉淀物进行过滤获得，然后置于真空干燥箱中于550℃，煅烧18小时，然后在球磨机中球磨为20μm的超细粉末为反应催化剂，将上述方法制备的粉末置于钢反应器中，向钢反应器中吹入体积比为9:1的丙烯和氮气的混合气体，体的压力为0.05-0.3Mpa，气体流量为0.4m3/Min，氮气为稀释剂，用于调节反应速度及粉末生长速度，反应温度为660℃，反应时间为60Min，制得碳纳米管干粉，将干粉经过球磨24小时获得超细碳纳米管干粉，最后得到平均颗粒度为40纳米-100纳米的超细粉末颗粒；其次制备氮化钛粉末，将钛粉与碳酰胺CO(NH2)2按照质量为1:1的比例混合均匀，在氩气保护下采用机械化球磨法24小时，使钛粉与碳酰胺发生反应，制备出氮化钛产物粉末，将氮化钛经过球磨24小时获得超细氮化钛干粉，最后得到平均颗粒度为40纳米-100纳米的超细粉末颗粒；最后将碳纳米管粉末和氮化钛粉末按照质量1：1配比混合均匀，将制得的氮化钛-碳纳米管混合物颗粒经过球磨24小时获得超细氮化钛-碳纳米管超细混合物粉末；（b）钛合金高强度齿条材料基体材料金属粉混合物配制化学成份及重量百分比是以钛、铝、钼和钒为组元，其组成可用aTi-bAL-cMo-dV表示，其中a：83-89，b：5-8，c：1-3，d：6-9且a+b+c+d=100，通过机械化球磨法进行粒度细化处理，最后得到平均颗粒度为40纳米-100纳米的超细钛基金属混合物超细粉；（c）将细化后的氮化钛-碳纳米管纳米超细粉和钛基金属混合物超细粉以重量比1：99的比例进行混合；（d）复合超声振动连续旋转挤压-等通道转角剧烈塑性变形-拉拔成形过程：变幅杆振动频率20-100kHz，振幅10-100μm，工具头距主驱动辊轮轴线10-50毫米，工具头距主驱动辊轮轴线10-50毫米，选择连续旋转挤压装置，实现粉末的连续剧烈塑性变形，通过驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淑波，孟子翔，王瀚林，刘建营，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37