γ-TiAl/Ag复合粉体的制备方法技术

一种抗氧化材料领域的γ－ＴｉＡｌ／Ａｇ复合粉体的制备方法，采用γ－ＴｉＡｌ粉和Ａｇ粉为原料，将两种粉体混合使得Ａｇ的摩尔数占Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ总摩尔数的２－５％，对该混合粉料进行湿法机械球磨，干燥，过筛获得γ－ＴｉＡｌ／Ａｇ复合粉体，所述湿法机械球磨，是指：以化学纯乙醇或丙酮为介质，将混合粉料用化学纯乙醇或丙酮稀释至糊状，充满球磨罐，使得罐内没有空间容纳空气，或者在罐内剩余空间通入保护气氛Ａｒ，置入磨球进行湿法球磨，整体球料质量比为３－５∶１－２。本发明专利技术可获得１μｍ左右粒径的一次颗粒，易于通过烧结获得性能均匀的抗氧化体材料，或者使用喷雾干燥法获得热喷涂用粉体，以用于制备钛合金以及钛铝合金表面抗氧化涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料
的制备方法，具体是一种Y-TiAl/Ag复合 粉体的制备方法。
技术介绍
金属间化合物Y-TiAl具有优良的高温综合性能，在一定温度范围内包括屈服 强度和弹性模量在内的力学性能都较为优秀。并且其密度较低、比强度较高，是一 种耐热性能接近高温合金的轻质合金，被认为是一种适合于汽车、航空和航天领域 的优质材料。然而，Y-TiAl在700°C以上的空气中长期暴露会在表面生成Al/Ti 的混合氧化皮，该氧化皮疏松、易剥落，无助于提升基体的抗氧化性能。经对现有技术的文献检索发现，Shemet等在Oxidation of metals (金属的氧 化，2000年，54巻)发表的The formation of protective alumirm_based scales during high-temperature air oxidation of Y-TiAl (Y-TiAl表面高 温氧化获得保护性AL03基氧化皮)" 一文中研究了一系列含Ag的Y-TiAl基合金 的抗氧化性能，具体方法为采用感应熔炼法制备了含有47-50 at.% Al和0_5 at.。/。Ag的一系列Y-TiAl基合金并研究了其800。C空气中的抗氧化性能，发现当 合金中的Al含量大于Ti并且Ag的摩尔百分比在2-5。/。范围内时，Ti-Al-Ag三元合 金在800。C空气中暴露将会在表面生成一层致密a-AU)3薄膜，有效阻止基体的进 一步氧化。其不足之处在于工艺步骤复杂，生产成本高，且所获材料难以使用工 业化的、高效的沉积方法转换成抗氧化的涂层。专利技术内容本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种Y-TiAl/Ag复合 粉体的制备方法，即通过球磨工艺制备Y-TiAl/Ag复合粉体的方法。本专利技术球磨法设备和工艺简单，生产成本低廉，能制备出1000纳米左右粒径的粉体，易于烧 结及制造热喷涂适用的球形粉体。本专利技术是通过以下技术方案实现的，具体为将Y-TiAl粉和Ag粉为两种粉 体原料混合，对混合粉料进行湿法机械球磨，干燥，过筛获得混合均匀的微细粉 体，即Y-TiAl/Ag复合粉体。所述的将y-TiAl粉和Ag粉为两种粉体原料混合，Ag的摩尔数占Ti、 Al、 Ag 总摩尔数的2-5%。Y -TiAl粉和Ag粉为市售Y -TiAl粉和Ag粉。所述湿法机械球磨，是指以化学纯乙醇或丙酮为介质，将混合粉料用化学纯 乙醇或丙酮稀释至糊状充满球磨罐，使得罐内没有空间容纳空气，或者将剩余空间 充入Ar气保护。按照大中小三种规格置入磨球进行湿法球磨，整体球料质量比为 3-5: 1-2。所述湿法机械球磨中，磨球分大中小三种，质量比分别为3-5: 2-3: 5-2。 所述湿法机械球磨中，三种磨球直径分别为8-15ram、 5-8mrn以及2_5醒。 所述湿法机械球磨中，球磨时间为12-24小时。 所述湿法机械球磨中，球磨频率》35HZ。 所述干燥，其温度为《200。C。 所述过筛，是指过》300目筛。所述Y-TiAl粉体，其中Al的原子百分比为51-55%。 所述Y-TiAl粉体，其纯度大于2N5，粒径^100Pm。 所述Ag粉体，其纯度大于2N5，粒径^75Mm。与现有技术相比，本专利技术通过球磨工艺，以Y-TiAl和Al粉为原料，以机械 合金化为原理制备性能均匀的微细Y-TiAl/Ag复合粉体。这类粉体适合作为粉末 冶金制备抗氧化的Ti-Al-Ag体材料，同时也适合喷雾干燥法制备热喷涂用的规则 形状的颗粒，以获得抗氧化的Ti-Al-Ag涂层。其制备工艺简单，设备投入小，原 料容易获得，成本低，粉体颗粒微细，磨后Y-TiAl颗粒粒径可达1000纳米左 右，所以最终制品性能均匀。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为 前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围 不限于下述的实施例。实施例1:原料Y-TiAl粉纯度99. 5%， 70-100Mm， Ag纯度99. 5%， 50-75微米。将两 种粉体混合使得Ag的摩尔数占Al、 Ti、 Ag三种元素的总摩尔数的2%，以化学纯 乙醇为介质湿法球磨，频率为35HZ，球料比3: 2，机械球磨12小时，100°C干 燥，振动分样筛300目过筛。所得到的Y-TiAl/Ag复合粉体的技术指标为Y-TiAl粒径为l-10微米，Ag粒径为l-10微米，Ag颗粒均匀分布于Y-TiAl 颗粒中，或者与Y-TiAl嵌合成较大颗粒。将混合粉体150MPa下冷压成型，l(T4 真空下1200°C烧结成体材料，或者采用雾化干燥法制备出200目左右圆形颗粒， 低压等离子喷涂至钛合金表面。实施例2:原料Y-TiAl粉纯度99.9%， 50-70Mffl， Ag纯度99. 9%， 40-60微米。将两种 粉体混合使得Ag的摩尔数占Al、 Ti、 Ag三种元素的总摩尔数的3%，以化学纯乙 醇为介质湿法球磨，频率为40HZ，球料比3: 2，机械球磨16小时，200。C干燥， 振动分样筛320目过筛。所得到的Y-TiAl/Ag复合粉体的技术指标为Y-TiAl粒径为1-5微米，Ag粒径为1-5微米，Ag颗粒均匀分布于Y-TiAl 颗粒中，或者与Y-TiAl嵌合成较大颗粒。将混合粉体150MPa下冷压成型，10—4 真空下1200°C烧结成体材料，或者采用雾化干燥法制备出200-300目左右圆形颗 粒，低压等离子喷涂至钛合金表面。实施例3: 原料Y -TiAl粉纯度99. 99%， 30-50^， Ag纯度99. 99%, 30-50微米。将两 种粉体混合使得Ag的摩尔数占Al、 Ti、 Ag三种元素的总摩尔数的5%，以化学纯 乙醇为介质湿法球磨，频率为45HZ，球料比3: 1，机械球磨24小时，100°C干 燥，振动分样筛400目过筛。所得到的Y-TiAl/Ag复合粉体的技术指标为Y-TiAl粒径为0. 5-5微米，Ag粒径为0. 5-5微米，Ag颗粒均匀分布于Y-TiAl颗粒中，或者与Y-TiAl嵌合成较大颗粒。将混合粉体150MPa下冷压成型， 10—4真空下1200。C烧结成体材料，或者采用雾化干燥法制备出300目左右圆形颗 粒，低压等离子喷涂至钛合金表面。由上述实施例可以看出，本专利技术制备工艺简单，设备投入小，制备成本低。利 用此法可获得1Mm左右粒径的一次颗粒，易于通过烧结获得性能均匀的抗氧化体材 料，或者使用喷雾干燥法获得热喷涂用粉体，以用于制备钛合金以及钛铝合金表面 抗氧化涂层。权利要求1、一种，其特征在于采用γ-TiAl粉和Ag粉为原料，将两种粉体混合使得Ag的摩尔数占Ti、Al、Ag总摩尔数的2-5％，对该混合粉料进行湿法机械球磨，干燥，过筛获得γ-TiAl/Ag复合粉体；所述湿法机械球磨，是指以化学纯乙醇或丙酮为介质，将混合粉料用化学纯乙醇或丙酮稀释至糊状，充满球磨罐，使得罐内没有空间容纳空气，或者在罐内剩余空间通入保护气氛Ar，置入磨球进行湿法球磨，整体球料质量比为3-5∶1-2。2、 根据权利要求l所述的Y-TiAl/Ag复合粉体的制备方法，其特征是，所述 湿法球磨中，采用大中小三种磨球，三种磨球质量比分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种γ－ＴｉＡｌ／Ａｇ复合粉体的制备方法，其特征在于：采用γ－ＴｉＡｌ粉和Ａｇ粉为原料，将两种粉体混合使得Ａｇ的摩尔数占Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ总摩尔数的２－５％，对该混合粉料进行湿法机械球磨，干燥，过筛获得γ－ＴｉＡｌ／Ａｇ复合粉体；所述湿法机械球磨，是指：以化学纯乙醇或丙酮为介质，将混合粉料用化学纯乙醇或丙酮稀释至糊状，充满球磨罐，使得罐内没有空间容纳空气，或者在罐内剩余空间通入保护气氛Ａｒ，置入磨球进行湿法球磨，整体球料质量比为３－５∶１－２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何博，李飞，孙宝德，王俊，周洪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]