一种TiAl基合金的制备方法技术

一种TiAl基合金的制备方法，其特征在于制备方法步骤如下：①将300目的TiAl3粉与500目的Ti粉按质量比1:2~1:5混合均匀；②在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5×10-2Pa下封入低碳钢套；③以50℃/min的升温速度，将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1050~1250℃，保温30~60min后，放入模具中挤压成形。本发明专利技术工艺简单、成本低，解决了预合金法成本昂贵的问题，同时避免了Ti、Al元素粉末法制备TiAl合金时产生的体积膨胀现象，可获得高致密度、组织均匀细小的TiAl基合金。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其特征在于制备方法步骤如下：①将300目的TiAl3粉与500目的Ti粉按质量比1:2~1:5混合均匀；②在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5×10-2Pa下封入低碳钢套；③以50℃/min的升温速度，将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1050~1250℃，保温30~60min后，放入模具中挤压成形。本专利技术工艺简单、成本低，解决了预合金法成本昂贵的问题，同时避免了Ti、Al元素粉末法制备TiAl合金时产生的体积膨胀现象，可获得高致密度、组织均匀细小的TiAl基合金。【专利说明】一种TiAI基合金的制备方法
本专利技术属于高温结构材料制备
，尤其涉及。
技术介绍
TiAl基合金具有高温结构材料所必备的一系列特征，引起了广大科研人员的重视，各国也投入了大量的人力、物力、财力进行研究，并取得了一些成果。TiAl基合金具有密度轻、抗高温、耐氧化等突出优点，在航空航天领域中展现出十分广阔的应用前景，成为先进军用飞机发动机压气机及低压涡轮叶片的首选材料。熔模精密铸造是目前应用最广泛的TiAl基合金成形技术，可以一次铸成形状复杂、薄壁的零件，并且铸件具有高的尺寸精度和低的表面粗糙度。CN101457331A采用一次自耗加感应悬浮熔模铸造制得坯料，坯料经包套-间歇挤压后得到TiAl合金棒材。但铸造时存在熔体的化学活泼性强、重力压头小、充型流动性不高等问题。粉末冶金法以单质或合金粉末为原料，采用常规塑性加工方法对粉末进行固结成形，然后再经烧结即可直接获得所需形状的TiAl基合金制件，同时实现制件的近终成形，从而避免了对TiAl基合金的后续塑性加工或机械加工，而且得到的合金与铸造法相比组织更均匀、细小。粉末冶金制备TiAl基合金工艺按原料粉末可分为元素粉末法和预合金粉末法。T1、Al元素粉末法制备TiAl基合金时，T1、Al元素之间的偏扩散系数相差很大，生成Frenkel孔洞，在无压烧结过程中生成TiAl3中间相导致坯料发生体积膨胀的现象。预合金粉末方法与元素粉末法相比成分均匀、氧及杂质含量低、力学性能好，但原料粉末成本高。CN101240382A以Ti粉、Al粉和其它微量元素粉为原料，冷压成形，经120(Tl40(TC烧结后得到了高致密TiAl基合金。但Al与Ti扩散系数不同，烧结过程中易产生体积膨胀，合金的成分均匀性和组织均匀性难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一`种致密度高，组织均匀细小，力学性能良好的TiAl基合金的制备方法。本专利技术的TiAl基合金的制备方法步骤如下: ①将300目的TiAl3粉与500目的Ti粉按照质量比1:2~1:5混合均匀； ②在SOOMPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X10_2Pa下封入低碳钢套； ③以50°C/min的升温速度，将带有低碳钢套的冷压坯料升温至105(Tl250°C，保温3(T60min后，放入模具中挤压成形。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于本专利技术采用Ti与TiAl3为原料，避免了 T1、Al元素粉末法生成TiAl3中间相的反应，因此不会发生体积膨胀现象。本专利技术解决了预合金法原料粉末成本昂贵的问题，用较低的成本制备出致密度大于98%，抗压强度在1717~2102MPa，平均晶粒尺寸在40 μ m以下的TiAl基合金。【具体实施方式】实施例一 将300目的TiAl3粉和500目的Ti粉按质量比1:2配料，在混粉机上混合72小时得到混合均匀的粉料；将混合均匀的粉料在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X 10_2Pa下封入低碳钢套；以50°C /min的升温速度将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1050°C，保温30min后，放入模具中挤压成形，制得致密度98%，平均晶粒尺寸20 μ m,抗压强度1800MPa的TiAl基合金。实施例二 将300目的TiAl3粉和500目的Ti粉按质量比1:3配料，在混粉机上混合72小时得到混合均匀的粉料；将混合均匀的粉料在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X 10_2Pa下封入低碳钢套；以50°C /min的升温速度将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1050°C，保温30min后，放入模具中挤压成形，制得致密度98%，平均晶粒尺寸20 μ m,抗压强度1850MPa的TiAl基合金。实施例三 将300目的TiAl3粉和500目的Ti粉按质量比1:2配料，在混粉机上混合72小时得到混合均匀的粉料；将混合均匀的粉料在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X 10_2Pa下封入低碳钢套；以50°C /min的升温速度将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1150°C，保温30min后，放入模具中挤压成形，制得致密度99%，平均晶粒尺寸25 μ m,抗压强度2102MPa的TiAl基合金。实施例四 将300目的TiAl3粉和500目的 Ti粉按质量比1:2配料，在混粉机上混合72小时得到混合均匀的粉料；将混合均匀的粉料在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X 10_2Pa下封入低碳钢套；以50°C /min的升温速度将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1200°C，保温30min后，放入模具中挤压成形，制得致密度98.5%，平均晶粒尺寸35 μ m,抗压强度2010MPa的TiAl基合金。实施例五 将300目的TiAl3粉和500目的Ti粉按质量比1:5配料，在混粉机上混合72小时得到混合均匀的粉料；将混合均匀的粉料在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X 10_2Pa下封入低碳钢套；以50°C /min的升温速度将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1200°C，保温60min后，放入模具中 挤压成形，制得致密度98%，平均晶粒尺寸40 μ m,抗压强度1717MPa的TiAl基合金。【权利要求】1.，其特征在于制备方法步骤如下: ①将300目的TiAl3粉与500目的Ti粉按质量比1:2~1:5混合均匀； ②在SOOMPa压力下，冷压成坯后，在真空度5X10_2Pa下封入低碳钢套； ③以50°C/min的升温速度，将带有低碳钢套的冷压坯料升温至105(Tl250°C，保温3(T60min后，放入模具中挤压成形。、【文档编号】C22C1/04GK103572085SQ201310555751【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日 【专利技术者】李达人, 韩胜利, 崔利群, 蔡一湘 申请人:广州有色金属研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiAl基合金的制备方法，其特征在于制备方法步骤如下：①将300目的TiAl3粉与500目的Ti粉按质量比1:2~1:5混合均匀；②在800MPa压力下，冷压成坯后，在真空度5×10?2Pa下封入低碳钢套；③以50℃/min的升温速度，将带有低碳钢套的冷压坯料升温至1050~1250℃，保温30~60min后，放入模具中挤压成形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李达人，韩胜利，崔利群，蔡一湘，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：