一种钛铝合金泡沫及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110699565A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910952082.2C22F1/18(2006.01)(22)申请日2019.10.09C22F1/04(2006.01)C22F1/02(2006.01)(71)申请人中南大学B22F1/00(2006.01)地址410017湖南省长沙市岳麓区岳麓山左家垅(72)发明人刘芳洋陈晨蒋良兴贾明(74)专利代理机构长沙大珂知识产权代理事务所(普通合伙)43236代理人伍志祥(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)B22F9/04(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种钛铝合金泡沫及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钛铝合金泡沫及其制备方法，涉及金属间化合物技术领域。该方法首先将Ti粉和Al源按比例混合均匀，并将混合粉末经真空输送装入熔炼炉中进行熔炼铸锭，然后对小块的铸锭进行氢化处理后得到吸氢钛铝合金粉末，最后经过吸氢钛铝合金粉末压制成坯和自蔓延反应，获得钛铝合金泡沫材料。因此，本发明通过采用合金化处理、氢化处理和自蔓延反应结合方法，避免了粉末冶金过程容易氧化的问题，降低了钛铝合金泡沫产品中的氧含量，提高了其纯度，提升其力学性能，满足了特殊条件下的苛刻要求；同时，提高了产品的成分均匀性和致密度。CN110699565ACN110699565A权利要求书1/1页1.一种钛铝合金泡沫的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将Ti粉和Al源按比例混合均匀，得到混合粉末；将混合粉末经真空输送装入熔炼炉中；步骤2，对步骤1得到的混合粉末进行熔炼，熔体冷却，得到钛铝合金铸锭，铸锭表面进行扒皮处理；步骤3，将步骤2得到的钛铝合金铸锭进行均匀化退火处理，获得合金成分均匀的钛铝合金铸锭；步骤4，将钛铝合金铸锭破碎成小块铸锭，并置于压力罐中，将压力罐抽真空后向其中通入高纯氢气，得到吸氢钛铝合金粉末，筛分后，得到粒径小于150μm的细颗粒吸氢钛铝合金粉末；步骤5，将步骤4中的吸氢钛铝合金粉末压制成坯，并将压制好的坯体置于真空自蔓延高温合成炉中，进行自蔓延反应，进行所述的自蔓延反应时，炉内真空度为1～100Pa，洗炉过程中，真空度要求达到10-3Pa级，获得钛铝合金泡沫材料。2.根据权利要求1所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，将Ti粉和Al源按照要求的比例放入V型混料机中，将混料机抽真空至10-1Pa级，通入氩气，再抽真空，反复3次，然后，设定10～30转/分的速度混料5～10小时。3.根据权利要求2所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，将混合粉末经真空输送装入熔炼炉中。4.根据权利要求1所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述熔炼采用如下的方法：采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉进行熔炼，在熔炼温度300～600℃，熔炼功率100～250kW下熔炼1～10min得到熔体。5.根据权利要求1所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述均匀化退火处理采用如下的方法：将钛铝合金铸锭置于真空度≦1.0×10-2Pa的真空热处理炉中进行均匀化退火处理，均匀化退火处理温度为600～1300℃，保温时间为1～8h。6.根据权利要求1所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤4采用如下的方法进行实施：通过机械粉碎的方法将钛铝合金铸锭破碎成5～45mm的小块铸锭，并置于不锈钢压力罐中，将压力罐抽真空到0.5×10-3Pa，通入高纯氢气至压力罐压力为0.3～3MPa，在700～1400℃保温2～8h，得到粒径为20～350μm的吸氢钛铝合金粉末，筛分，得到粒径小于150μm的细颗粒吸氢钛铝合金粉末。7.根据权利要求1所述的钛铝合金泡沫的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述吸氢钛铝合金粉末压制成坯，采用如下的方法进行实施：将步骤4中的吸氢钛铝合金粉末置于冷等静压包套中，抽真空后密封，在120MPa～350MPa的压力下压制15～30分钟，生成坯体。8.一种钛铝合金泡沫，利用权利要求1-7任一项所述的钛铝合金泡沫的制备方法进行制备，其纯度大于99.8％，晶粒小于100微米，相对密度为99.9％。2CN110699565A说明书1/6页一种钛铝合金泡沫及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属间化合物技术领域，尤其涉及一种钛铝合金泡沫及其制备方法。背景技术[0002]近年来，多孔金属材料作为一种潜在的工程结构材料在各个工业领域受到了极大的关注，在航空航天、能源、化工和冶金等领域得到广泛的应用。钛铝合金材料作为轻质高温