一种氩气雾化粉末TiAl合金板材的制备方法

摘要

本发明是一种氩气雾化粉末TiAl合金板材的制备方法，该方法通过冷壁坩埚纯洁熔炼、高纯氩气雾化，降低了TiAl合金粉末中夹杂物的含量，粉末纯净度好，纯净的氩气雾化预合金粉末在温度1100～1300℃、压力140～200MPa、时间2～4小时的条件下热等静压致密化，将热等静压后的合金坯料去除包套后进行表面处理、包套，合金加热后高温包套轧制，然后剥离包套，得到粉末冶金TiAl合金板材。该种板材变形均匀，表面质量好，组织细小均匀，氧及杂质含量低，板材的厚度薄，综合力学性能好，具有高的质量和可靠性。该方法解决制约国内TiAl合金粉末冶金板材研制和应用的关键问题，为民用工业和航空航天工业的创新与进步提供技术支持。

主权项

一种氩气雾化粉末TiAl合金板材的制备方法，其特征在于：该方法的步骤是：(1)原材料准备采用冷壁坩埚真空感应熔炼氩气雾化法制取TiAl合金粉末，雾化压力为6～9MPa之间，将雾化的粉末进行筛分，获得颗粒尺寸小于250μm的纯净TiAl合金粉末做为原料，粉末中化学成分及原子百分比at.％为：Al：45‑48％，Cr：1‑10％，Nb：1‑10％，W：0‑1％，B：0‑0.2％，余量为Ti，粉末的氧含量以重量百分比计＜0.15％；(2)粉末包套准备包套材料是不锈钢、纯钛或是钛合金，加工、焊接好包套，将包套用酒精清洗后在烘箱中烘干；(3)真空脱气将氩气雾化TiAl合金粉末在振动条件下进行加热真空脱气，除气的工艺参数为400～600℃，P≤10‑3Pa，保持1～12h后将粉末装入不锈钢、纯钛或是钛合金包套中并且封焊；(4)热等静压处理将封焊后的包套材料进行热等静压处理，热等静压在氩气气氛下进行，热等静压工艺为：温度1100～1300℃、压力140～200MPa、时间2～4h：(5)车削加工采用机加工的方法去除包套，将去除包套后的热等静压坯进行表面光洁处理，表面光洁度达到6，坯料倒圆角；(6)热等静压坯包套使用304不锈钢板经过车加工制备成包套，包套厚度为5～10mm，将合金坯料放置于中央，坯料与包套之间放一层保温材料，采用氩弧焊封焊好包套；(7)合金加热在氩气气氛保护下将将封焊后的包套材料随热处理炉加热到开轧温 度，保温30～40分钟，出炉轧制；(8)高温包套轧制将轧件迅速转移到轧机上进行轧制，开轧温度为1250～1280℃，形变速率0.1～0.3m/min，合金道次变形量为5～10％，道次间回炉保温5～15min，采用一火一道的轧制方法，轧制完成后将轧件放置炉内，随炉冷却到1000℃，然后取出空冷；(9)剥离包套采用机加工切除包套，得到粉末冶金TiAl合金板材。