一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法技术

本发明专利技术公开了一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，其烧结治具包括多个氧化物陶瓷板、多个小型氧化物陶瓷容器、多个海绵钛和若干氢化钛粉末；钛与钛合金生坯体放置在所述氧化物陶瓷板上；所述海绵钛和所述氢化钛粉末放置在所述小型氧化物陶瓷容器内；所述海绵钛和所述氧化钛粉末放置在钛与钛合金粉末的周边，位于进风口和出风口的位置。位于进风口和出风口的位置。位于进风口和出风口的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法


[0001]本专利技术涉及一种烧结治具的摆放方法，主要涉及一种用于钛与钛合金的烧结治具的摆放方法。

技术介绍

[0002]钛与钛合金是一种非常适合用于航空与航天的材料，由于比重仅有4.5左右，比起常用的钢铁合金比重高达7.8以上几乎是1/2；再者，钛与钛合金的强度高，重量比强度远远超越轻质的铝和铝合金，尤其是耐温和耐酸碱性，钛与钛与钛合金更是碾压其他常用的金属材料，这是近半世纪以来众所周知的情形。
[0003]不过钛与钛合金原料的昂贵程度也因为其提炼过程的困难而高居不下，主要是钛与钛合金对于所有熔炼用的装盛器皿材料在高温状态下，都会产生反应而造成污染，因此钛与钛合金的原料处理成可用的坯料就是一个不便宜的过程。当然这也影响到了钛与钛合金的后续加工，减法加工的方式不利于钛与钛合金的坯料利用率，大量的切削和材料移除导致材料的浪费，因此采用粉末成形的方式，包含传统粉末冶金(Powder Metallurgy)的压制法、粉末锻造法、金属粉末注射成形以及增材制造的3D打印就成为钛与钛合金重要的加工方式。
[0004]以粉末制程难免需要做烧结固化的动作，来获得粉末生坯件的强度和最终的形状定义，这时候高温的作用使得钛与钛合金又因为其活泼特性，容易造成氧增(真空度不佳)或碳增(采用石墨热场的烧结炉或是脱脂不够干净)，导致钛与钛合金烧结件的脆性，没有到达预期的强度标准。
[0005]因此，本专利技术将针对钛与钛合金用烧结治具的摆放方式进行设计，使用数种有效的手段作为粉末成形的烧结固化过程的治具，并针对不同炉型来进行摆放。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种钛与钛合金用烧结治具摆放方法，烧结治具包括多个氧化物陶瓷板、多个小型氧化物陶瓷容器、多个海绵钛和若干氢化钛粉末；钛与钛合金生坯体放置在所述氧化物陶瓷板上；所述海绵钛和所述氢化钛粉末放置在所述氧化物陶瓷容器内；所述海绵钛和所述氧化钛粉末放置在钛与钛合金生坯体的周边，位于进风口和出风口的位置。
[0007]更进一步的，在有内箱的金属烧结炉内，所述氧化物陶瓷板放置在内箱的每一层上，每一个所述氧化物陶瓷板的出风口和进风口的位置都放置有所述海绵钛和所述氧化钛粉末。
[0008]更进一步的，在没有内箱的金属烧结炉内，利用所述氧化物陶瓷板搭建多层长方体箱体，每一层长方体箱体的两个相对的侧面没有侧板，两个侧面相互贯通，形成进风口和出风口；长方体箱体的每一层上都放置有氧化物陶瓷板，每一层进风口和出风口的位置都放置有所述海绵钛和所述氢化钛粉末。
[0009]更进一步的，在石墨热场的真空烧结炉内，放置大型氧化物陶瓷板，在大型氧化物陶瓷容器的底面上放置氧化物陶瓷板，钛与钛合金生坯体放置在所述氧化物陶瓷板上；所述海绵钛和所述氢化钛粉放置在氧化物陶瓷板的侧边，在进气口和出气口的位置；所述大型氧化物陶瓷容器上盖有氧化物陶瓷板，所述氧化物陶瓷板与所述大型氧化物陶瓷容器之间通过垫片支撑，留有缝隙。
[0010]更进一步的，所述钛与钛合金生坯体与海绵钛的重量比是1:1
‑
1:5；钛与钛合金生坯体与氢化钛粉末的重量比为1:0.01
‑
1:0.05。
[0011]更进一步的，所述氧化物陶瓷板、所述氧化物陶瓷板、所述小型氧化物陶瓷容器和所述大型氧化物陶瓷容器的材料都为氧化铝、氧化锆或者两者的混合物；密度大于98%。
[0012]更进一步的，在进风口和出风口位置分别放置等量的海绵钛和氢化钛粉末。
[0013]更进一步的，所述海绵钛为任意形状但直径小于5mm球体的等效体积；所述氢化钛粉末的颗粒尺寸为直径大于0.5mm球体的等效体积。
[0014]本专利技术提供的一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，取得以下有益效果：1、在钛与钛合金生坯体放置在氧化物陶瓷板上，能够防止器皿在高温下产生反应，从而对钛与钛合金成品造成污染，提高钛与钛合金成品的纯度。
[0015]2、放置有海绵钛和氢化钛粉末，用于吸收空气中的氧元素和碳元素，减少钛与钛合金烧结过程中的氧和碳含量的增加；同时在进风口和出风口处放置等量的海绵钛和氢化钛粉末，能够限制烧结过程中气流的流动那个方向和流动过程，最大量的吸收氧元素和碳元素。
[0016]3、在没有内箱的真空金属烧结炉内，采用氧化物陶瓷板搭建长方体箱体，同时上层与下层之间采用垫片搭建，能够形成缝隙，控制气流流动方向，保证海绵钛和氢化钛粉末放置与出风口和进风口的位置，保证能有效减少成品中的氧和碳的含量。
[0017]4、在石墨热场的真空烧结炉内，放置大型氧化物陶瓷容器，能够隔绝石墨在高温状态下碳元素；在大型氧化物陶瓷容器上盖有氧化物陶瓷板，中间采用垫片隔离，形成缝隙，能够有效控制气流的流动方向，保证海绵钛和氢化钛粉末放置与出风口和进风口的位置，保证能有效减少成品中的氧和碳的含量。
[0018]5、钛与钛合金生坯体和海绵钛的重量比是1:1
‑
1:5，钛与钛合金和氢化钛粉末的重量比是1:0.01
‑
1:0.05，能够保证产品的质量的同时达到最大的生产效率。
附图说明
[0019]图1是本专利技术提供的实施例一的摆放方法图。
[0020]图2是本专利技术提供的实施例一的金属烧结炉的内箱结构示意图。
[0021]图3是本专利技术提供的实施例二的氧化物陶瓷板搭建的多层箱体的分解图。
[0022]图4是本专利技术提供的实施例二的氧化物陶瓷板搭建的多层箱体的结构图。
[0023]图5是本专利技术提供的实施例三的石墨热场的烧结炉内的摆放方法示意图。
[0024]图6是本专利技术提供的实施例四的不同摆放位置的结构示意图。
[0025]图中：1、氧化物陶瓷板；2、海绵钛；3、氢化钛粉末；4、小型氧化物陶瓷容器；5、大型氧化物陶瓷容器；6、钛与钛合金生坯体。
具体实施方式
[0026]实施例一如图1和图2所示，本专利技术提供的一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，烧结治具包括多个氧化物陶瓷板1、多个小型氧化物陶瓷容器4、多个海绵钛2和若干氢化钛粉末3；钛与钛合金生坯体7放置在所述氧化物陶瓷板1上；所述海绵钛2和所述氢化钛粉末3放置在所述小型氧化物陶瓷容器4内；所述海绵钛2和所述氧化钛粉末3放置在钛与钛合金生坯体7的周边，位于进风口和出风口的位置。
[0027]在有内箱的金属烧结炉内，所述氧化物陶瓷板1放置在内箱的每一层上，每一个所述氧化物陶瓷板1的出风口和进风口的位置都放置有所述海绵钛2和所述氧化钛粉末3。
[0028]所述钛与钛合金生坯体与海绵钛的重量比是1:1；钛与钛合金生坯体与氢化钛粉末的重量比为1:0.01。
[0029]所述氧化物陶瓷板、所述氧化物陶瓷板、所述小型氧化物陶瓷容器和所述大型氧化物陶瓷容器的材料都为氧化铝、氧化锆或者两者的混合物；密度大于98%。
[0030]在进风口和出风口位置分别放置等量的海绵钛和氢化钛粉末，钛与钛合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，其特征在于：烧结治具包括多个氧化物陶瓷板、多个小型氧化物陶瓷容器、多个海绵钛和若干氢化钛粉末；钛与钛合金生坯体放置在所述氧化物陶瓷板上；所述海绵钛和所述氢化钛粉末放置在所述小型氧化物陶瓷容器内；所述海绵钛和所述氧化钛粉末放置在钛与钛合金粉末的周边，位于进风口和出风口的位置。2.根据权利要求1所述一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，其特征在于：在有内箱的金属烧结炉内，所述氧化物陶瓷板放置在内箱的每一层上，每一个所述氧化物陶瓷板的出风口和进风口的位置都放置有所述海绵钛和所述氧化钛粉末。3.根据权利要求1所述一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，其特征在于：在没有内箱的金属烧结炉内，利用所述氧化物陶瓷板搭建多层长方体箱体；每一层长方体箱体的两个相对的侧面没有侧板，两个侧面相互贯通，形成进风口和出风口；每一层长方体箱体的底板上都放置有氧化物陶瓷板，每一层进风口和出风口的位置都放置有所述海绵钛和所述氢化钛粉末。4.根据权利要求3所述一种钛与钛合金用烧结治具的摆放方法，其特征在于：在石墨热场的真空烧结炉内，放置大型氧化物陶瓷板，在大型氧化物陶瓷容器的底面上放置氧化物陶瓷板，钛与钛合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海英，程志骏，杨芳，申雨晗，
申请(专利权)人：江苏金物新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：