【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，具体涉及金属材料冶炼。
技术介绍
1、铂基合金广泛应用于高端玻璃工业制造领域，使用环境极端恶劣，需承受1200～1650℃高温玻璃溶液长时间冲刷、腐蚀、冷热冲击，导致材料发生严重蠕变、疲劳。近年来，业内革新换代，不断引入新技术提高铂基合金的高温力学性能及抗腐蚀、抗氧化性能，其中，粉末冶金技术即是卓有成效的一种。目前，采用弥散强化原理，通过粉末冶金技术，已可以将铂基合金高温强度提升150％以上，蠕变性能提升300％以上。
2、但是，目前通用的雾化法、电火花法等粉末冶金手段制备的铂基粉末冶金合金在致密度上还存在一定不足，会带来很大的使用隐患。目前检测到不同工艺手段制得的铂基粉末冶金合金材料致密度最高为99.76％，这导致其产品中必然留存有一定数量的孔隙或空洞，在高温工况长时间使用时，这些孔隙或空洞会扩大、聚集、延伸，最终产生开裂乃至完全断裂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足之处，提供一种提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其经过真空熔炼、粉末制备、共振振实、液相烧结、控制锻打等工艺最终制得所需不同尺寸铂基粉末冶金合金材料。另一方面，本专利技术还提供由所述提高铂基粉末冶金合金致密度的方法制备得到的合金产品或合金材料。
2、本专利技术的基本原理和优势如下：
3、(1)采用等离子旋转电极制粉设备，通过高转速制得粒径均匀、球形度高且直接干燥的微米级铂基合金粉末，同时调节氧分压使得粉末在制备
4、(2)通过声磁耦合场，使粉末内部同时发生宏观及微观振动流，达到粉末自填实及再分散的目的，得到排列整齐、结合致密的待烧结球团；
5、(3)创新性的使用了液相烧结技术，在真空高温炉内首先进行真空除气，待真空度达到0.03pa以下后，连续实现加压造型和近熔点即液相烧结，获得致密度极高的初步成品锭；
6、(4)经过反复验证后，得到一组使用自由锻造手段进一步提高上述成品锭致密度、降低内部缺陷的工艺方案。
7、具体的，本专利技术采用的技术方案如下：
8、一种提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，包括如下步骤：
9、1.1真空熔炼：取配制好的铂及合金元素放入真空感应炉中进行熔炼，熔炼坩埚为氧化锆坩埚，经熔炼浇铸到专用模具中得到合金铸锭；
10、1.2粉末制备：将上述得到的铸锭放入等离子旋转造粉设备制得所需粒度的铂基合金粉末并且实现同步氧化；
11、1.3共振振实：得到铂基合金粉末后经过筛选除去大颗粒残渣，剩余粒度均匀的粉末称取合适重量放入高频共振设备中将其振实；
12、1.4液相烧结：振实后的粉末连同模具一同进入真空高温炉，经历加压造型-真空除气-液相烧结过程，得到成品锭；
13、1.5控制锻打：将步骤1.4得到的成品锭通过控制锻打手段进行多道次自由锻造，获得一定厚度的料坯，继而将料坯通过常规加工手段制成各类板、片、棒、丝等产品。
14、优选的，步骤1.1中所述合金元素选自rh、au、al、zr、y、sc、pd等中的一种或几种。
15、进一步的，步骤1.1中所述熔炼温度为1800～2000℃，熔炼时间为20～30min，排气时间为20～30min，精炼时间为5～10min，得到浇铸前的液态金属。
16、优选的，步骤1.2中所述等离子旋转造粉设备转速为10000～60000r/min，粒度为20～100μm，氧分压为1～6×104pa。
17、优选的，步骤1.3中所述共振频率为1000～5000hz，重量为3～10kg。
18、优选的，步骤1.4中所述真空除气过程真空度为≤0.03pa，液相烧结温度为1700～1800℃。
19、优选的，步骤1.5中所述多道次自由锻造过程中始锻温度为1400～1500℃，终锻温度为1100～1200℃，道次中每锻加工量为由5～10％，至10～15％，最终5～10％，按此规律进行每道次的自由锻造。
20、另一方面，本专利技术提供由上述任一项方法制备得到的合金产品。
21、本专利技术与现有技术相比所取得的有益效果在于：
22、传统的铂基粉末冶金合金工艺，其制备手段无法达到致密度最优的程度，无论是雾化法还是电火花法，其最终产品进行性能测试均能发现其材料在高温状态下经过长时间载荷受力直至断裂后，断口分析表明其内部因致密度不足，在长时间高温载荷中，孔隙及空洞长大、连接形成大量蠕变空洞甚至是中心孔洞。而本专利技术通过一系列创新性工艺可以将铂基粉末冶金合金最大致密度由99.76％提高至99.93％，从而带来材料高温性能的极大改善，从其高温蠕变断口可见组织均匀分布，几乎不存在明显的蠕变空洞。
23、本专利技术提供的技术方案，不仅可以应用于铂基材料制作，也可用于金、银、铱、铑等其他金属或合金。具有一定的应用前景。
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1.一种提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.1中所述合金元素选自Rh、Au、Al、Zr、Y、Sc、Pd中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.1中所述熔炼温度为1800~2000℃，熔炼时间为20~30min，排气时间为20~30min，精炼时间为5~10min，得到浇铸前的液态金属。
4.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.2中所述等离子旋转造粉设备转速为10000~60000r/min，粒度为20~100μm，氧分压为1~6×104Pa。
5.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.3中所述共振频率为1000~5000Hz，重量为3~10kg。
6.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.4中所述真空除气过程中真空度为≤0.03Pa，液相烧结温度为1700~1800
7.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.5中所述多道次自由锻造过程中始锻温度为1400~1500℃，终锻温度为1100~1200℃，道次中每锻加工量为由5~10%，至10~15%，最终5~10%，按此规律进行每道次的自由锻造。
8.由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的合金产品。
...【技术特征摘要】
1.一种提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.1中所述合金元素选自rh、au、al、zr、y、sc、pd中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.1中所述熔炼温度为1800~2000℃，熔炼时间为20~30min，排气时间为20~30min，精炼时间为5~10min，得到浇铸前的液态金属。
4.根据权利要求1所述的提高铂基粉末冶金合金致密度的方法，其特征是：步骤1.2中所述等离子旋转造粉设备转速为10000~60000r/min，粒度为20~100μm，氧分压为1~6×104pa...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志江，宋振阳，施卫锋，陆未定，李熙国，
申请(专利权)人：英特派铂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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