一种钛铝铌锆钼合金的制备方法.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CN108251695A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810237806.0(22)申请日2018.03.22(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人张玉勤郭谦何远怀蒋业华周荣(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种钛铝铌锆钼合金的制备方法(57)摘要本发明公开一种钛铝铌锆钼合金的制备方法，属于钛合金制备技术领域。本发明所述方法为：按照一定配比称取Ti、Al、Nb、Zr、Mo金属粉末并混合，经球磨机间歇性干式球磨后得到混合粉末，将所得的混合粉末装入石墨模具中，预压后置入放电等离子烧结炉中，在真空度为2～8Pa条件下，施加10～50MPa的轴向压力进行烧结，以多段式升温方式加热至1000～1150℃后保温3～8min，然后冷却至室温，退模即得到钛铝铌锆钼合金材料。本发明所述方法制备的钛铝铌锆钼合金具有成分均匀、致密度高、高强度、高塑性等优点，同时本发明方法操作简单、耗时短，节能环保，具有良好的推广价值。CN108251695ACN108251695A权利要求书1/1页1.一种钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将金属粉末Ti、Al、Nb、Zr、Mo按照质量百分比Al：4.5~7%、Nb：2~4%、Zr：1~3%、Mo：0.2~2%、余量Ti进行称取；（2）将步骤（1）称取的金属粉末与硬脂酸一起放入球磨罐，将罐体内真空度抽至10Pa以下后充入氩气，然后把球磨罐安装在行星式球磨机上，以200~500r/min的速度进行间歇性干式球磨混粉5~20h，最后对球磨后的混合粉末做脱脂处理除去硬脂酸得到混合金属粉末；（3）将混好的金属粉末装入圆柱形石墨模具中，经过预压后置入放电等离子烧结炉中，并通过石墨模具两端的冲头施加10～50MPa的轴向压力，将系统真空度抽至10Pa以下后进行烧结，以多段式升温方式加热至1000～1150℃后保温3～8min，然后冷却至室温，退模即得到钛铝铌锆钼合金材料。2.根据权利要求1所述钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，Ti、Nb、Zr、Mo粉末的粒度为小于75μm，Al粉末的粒度为23~150μm，Ti、Al、Nb、Zr、Mo的纯度都≥99.5%。3.根据权利要求1所述钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，研磨球选用直径为3~6mm的304型不锈钢研磨球，研磨球与金属粉末的球料比为2:1~5:1；采用间歇式球磨，每球磨30~120min经暂停60min后再继续球磨，如此反复至达到预定球磨时间为止。4.根据权利要求1所述钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，硬脂酸的质量为金属粉末的1～5％；脱脂处理的条件为：在流通的氩气环境中，于200~400℃的条件下进行1~3h脱脂处理。5.根据权利要求1所述钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，预压的压力为10~80MPa，石墨模具的内径为10~25mm，每次装入10~30g混合金属粉末。6.根据权利要求1所述钛铝铌锆钼合金的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，升温时先以50~120℃/min速率升温至距烧结温度150℃处，再以30~70℃/min速率升温至目标烧结温度；降温时先以30~50℃/min的速度冷却至800℃以下，再随炉冷却至室温。2CN108251695A说明书1/4页一种钛铝铌锆钼合金的制备方法技术领域[0001]本发明公开一种钛铝铌锆钼合金的制备方法，属于钛合金制备技术领域。背景技术[0002]钛合金具有比强度耐海水及海洋大气腐蚀、无磁、透声、抗冲击震动及可加工性好等特点，是一种优质的海洋工程材料。由于海洋工程材料所处高湿高盐的特殊环境，使用的结构件除了基于耐压性能要求需要具有高强度，并且要求具有良好的焊接性能，以及在海水中要有极好的可靠性，焊后无须进行热处理。钛铝铌锆钼合金具有高强度、高塑韧性、耐蚀、易焊等优良综合性能，被广泛应用于舰艇、深潜器、海洋钻井平台等结构的受力构件、耐压耐蚀壳体和管路系统。根据综述文献（程德彬.船用钛合金与航空钛合金的使用性能差异[J].材料开发与应用,2012,27(3):60-63.）报道钛铝铌锆钼合金的焊接性能、冲击韧性、断裂韧性和应力腐蚀断裂韧性均优于Ti-6Al-4VELI。传统的钛合金冶金工艺周期长、能耗大，导致钛合金价格较贵，另外传统的多次真空自耗熔炼法熔炼多元钛合金常常出现偏析和组织粗大等问题，这些不足都会导致制备合金的力学性能受到严重影响，因而导致钛合金使用受到极大的限制。而具有