细晶高致密TiAl合金制件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种细晶高致密TiAl合金制件及其制备方法，该制备方法基于粉末注射成形技术，通过引入SnAl烧结助剂体系，利用Al在TiAl固相粉末和SnAl液相熔体间的先导扩散作用，在固、液两相间形成更多扩散通道，使得烧结过程中产生更多液相量，加速烧结颈的形成，降低烧结温度，从而加速烧结致密化。从而加速烧结致密化。从而加速烧结致密化。

【技术实现步骤摘要】
细晶高致密TiAl合金制件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，具体涉及一种细晶高致密TiAl合金制件及其制备方法。

技术介绍

[0002]TiAl合金具有低密度、高比强度、高导热系数、优异的抗高温氧化及耐腐蚀性能，是一类介于镍基、钴基高温合金和先进陶瓷材料之间理想的新型轻质高温结构材料，具有替代传统高温合金的巨大潜力，可满足日益增长的材料轻量化需求。目前，航空发动机低压涡轮叶片是TiAl合金的主要应用对象，其服役温度可达800℃，实现了发动机轻量化制造，提高了推重比。当前TiAl合金的制造工艺主要是精密铸造，但由于TiAl合金化程度较高，在铸造过程中不可避免地会产生成分偏析、组织不均匀、夹杂、疏松等缺陷，导致材料成品率低，力学性能较差。此外，TiAl合金本征脆性大，难于加工成形，制造成本高，严重限制了其工业化应用进程。与铸造工艺相比，粉末注射成形在合金成分设计、组织均匀调控以及近终成形等方面独具优势。该技术可直接制备三维复杂形状零部件，避免或减少了机加工过程，材料利用率接近于100％，易于实现薄壁叶片部件的批量化生产，是一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细晶高致密TiAl合金制件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以TiAl预合金粉末和SnAl预合金粉末为原料，制备TiAl/SnAl复合粉末；其中，所述TiAl/SnAl复合粉末中所述SnAl预合金粉末所占含量以原子百分比计为0.5～1.5％；以TiAl/SnAl复合粉末和粘结剂为原料，混炼后破碎制成粒状喂料；然后将所述粒状喂料依次进行注射成形、脱脂及烧结处理，制得TiAl合金制件。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAl/SnAl复合粉末的制备包括：将所述TiAl预合金粉末和所述SnAl预合金粉末进行预混合处理，得到预混合粉末；利用PCS对所述预混合粉末进行复合处理，得到所述TiAl/SnAl复合粉末；优选的，PCS处理的转速为2500～3200r/min，时间为10～50min，保护气氛为高纯氩气。优选的，所述预混合处理的转速为100～200r/min，时间为6～10h，球料比为1～5:1，保护气氛为高纯氩气。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiAl预合金粉末以原子百分比计包括：45～50％Al，1～5％Cr，1～8％Nb，余量为Ti；所述SnAl预合金粉末以质量百分比计包括：85～95％Sn，5～15％Al；优选的，所述TiAl预合金粉末的粒度范围为0～20μm；优选的，所述SnAl预合金粉末的粒度范围为0～10μm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂以质量百分比计包括：75～85％聚甲醛，2～10％高密度聚乙烯，2～8％乙烯
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醋酸乙烯共聚物，5～10％硬脂酸；优选的，所述TiAl/SnAl复合粉末占所述粒径喂料的体积百分比为60～65％；优选的，所述混炼的温度为170～200℃，时间为1～2h，转速为10～30r/min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宇，刘艳军，路新，朱郎平，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：