钛合金空心节点球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钛合金空心节点球及其制备方法，空心节点球的球直径为Ф40～60mm，球壁厚为2～10mm；球面均匀分布接头连接孔，连接孔轴线均通过球心，连接孔内壁为工作面，可为螺纹连接或卡榫连接形式。其制备方法包括如下步骤：设计在端面装配有限位台阶和销孔的空心节点半球模型，以雾化球形Ti‑6Al‑4V和氢化脱氢不规则两种钛合金混合粉末为原料，采用催化脱脂型粘结剂，通过粉末注射成形技术制备出空心节点半球坯件，将脱脂后的半球坯件端面均匀涂敷Cu‑Sn‑Ti焊膏，相扣得到完整节点球；随后将其进行烧结处理冷却后制得。该方法制备的钛合金空心节点球成本低、一致性好、尺寸精度高，组织细小均匀，力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
钛合金空心节点球及其制备方法
本专利技术涉及粉末冶金
，特别涉及钛合金空心节点球及其制备方法。
技术介绍
随着卫星有效载荷技术的快速发展，移动通信、对地观测、数据中继、微波遥感等卫星提出了星载可展开结构大型化要求。现在的许多科学研究计划，如空间科学计划、地球科学计划和人类宇宙探索计划也都要求大型的空间结构，而大型空间结构一般都是利用在轨组装的方式进行构建，要求材料质量轻、刚度轻、可靠性强、稳定性好，因而可在轨组装的高性能空间桁架的研究已经成为解决大型空间结构的核心问题。桁架结构及桁架杆件能够充分发挥材料性能，适用于大跨度甚至超大跨度结构，具有扩展能力强、结构效率高、功能多样性等优点。空间桁架结构制造包括桁架杆件制造以及空心结构金属节点球制造，目前桁架杆件的制造技术较为成熟，而空心节点球的制造研究有待深入。空心节点球在网架结构中作为节点，是大型桁架结构的核心关键零件，可以用来传递三维力流，改变网架结构中的内力分布，直接影响到桁架结构的稳定性和可靠性。作为星载可展开桁架结构，空心节点球既要求具有优异的结构强度，又要求整体轻量化设计，而钛合金材料很好的满足这一要求。钛合金作为一种重要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钛合金空心节点球，其特征在于，所述钛合金空心节点球以粉末为原料，通过注射成形并烧结后制备而成，所述空心节点球的球直径为Ф40～60mm，球壁厚为2～10mm；球面分布接头连接孔，连接孔直径为Ф4～12mm，连接孔数量为4～18个孔，所述连接孔位于球顶、球底、赤道面和/或南纬45°圆周及北纬45°圆周处，并均匀分布；连接孔轴线均通过球心，连接孔内壁为工作面，为螺纹连接或卡榫连接形式。

【技术特征摘要】
1.钛合金空心节点球，其特征在于，所述钛合金空心节点球以粉末为原料，通过注射成形并烧结后制备而成，所述空心节点球的球直径为Ф40～60mm，球壁厚为2～10mm；球面分布接头连接孔，连接孔直径为Ф4～12mm，连接孔数量为4～18个孔，所述连接孔位于球顶、球底、赤道面和/或南纬45°圆周及北纬45°圆周处，并均匀分布；连接孔轴线均通过球心，连接孔内壁为工作面，为螺纹连接或卡榫连接形式。2.如权利要求1所述的钛合金空心节点球，其特征在于，当采用螺纹连接时，为M4-M10内螺纹，螺纹长度为8-12mm；当采用卡榫连接时，连接孔外孔口设容差锥，锥角为10°～20°，连接孔内孔口设置锁紧锥，锥角为15°～45°。3.如权利要求1所述的钛合金空心节点球，其特征在于，所述原料粉末为Ti-6Al-4V(TC4)合金粉末，是由雾化法制备的球形合金粉末和氢化脱氢(HDH)法制备的不规则粉末组成的均匀混合粉末。4.如权利要求3所述的钛合金空心节点球，其特征在于，原料粉末的平均粒度D50为10～40μm，，其中HDH原料合金粉末的含量为0～50％。5.如权利要求1-4任意一项所述的钛合金空心节点球，其特征在于，通过注射成形先制备形状相同的第一和第二两个空心节点半球坯料，每个空心节点半球坯料的结合端面均设有台阶和销孔，脱脂后在两个空心节点半球坯料的结合端面上均匀涂敷焊膏，并将第一空心节点半球坯料的台阶插入第二空心节点半球坯料的销孔，第二空心节点半球坯料的台阶插入所述第一空心节点半球坯料的销孔，使得两个空心节点半球扣合，然后再烧结制备而成。6.如权利要求5所述的钛合金空心节点球，其特征在于，焊膏的成分包括Cu-xSn-yTi，其中Sn含量x为18～32wt.％，Ti含量y为5～20wt.％。7.如权利要求1～6任意一项所述的钛合金空心节点球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备注射成...

【专利技术属性】
技术研发人员：路新，潘宇，刘程程，沈晓宇，张玉良，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11