專利名稱：熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是 一種材料的制備方法，具體地說是 一種利用熱壓 燒結(jié)自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物Ti-A卜Sn粉體材料制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法。
二背景技術(shù)：
隨著海洋技術(shù)、航天工業(yè)的發(fā)展，Ti-Al-Sn合金作為低溫合金的 代表，由于其優(yōu)異的低溫性能引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。低溫鈦合 金TA7 (Ti-5A1-2. 5Sn)具有HCP晶體結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度隨著溫度的降低而 提高，但塑性變化卻不大。在低溫下仍能保持較好的延展性及軔性， 避免了金屬冷脆性，是低溫容器、貯箱等設(shè)備的理想材料。主要應(yīng)用 于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天用壓力容器、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等。
目前制備該種合金材料主要是使用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉 (ISM)的方法，但是這種方法存在很大的缺陷，進(jìn)而嚴(yán)重影響了制 備出的合金性能。由于Ti-Al和Ti-Sn之間的熔點(diǎn)相差很大，而真空 熔煉室的真空度都在1. OPa以上，熔煉時(shí)加熱的溫度又很高，使得在 熔煉過程中存在合金元素嚴(yán)重?fù)]發(fā)損失的現(xiàn)象，從而破壞了合金元素 的化學(xué)計(jì)量組成，進(jìn)而對(duì)合金的性能產(chǎn)生了顯著的影響。
如何研制一種能保持合金元素化學(xué)計(jì)量比不變而又不增加成本 的方法成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供 一種能保持合金元素化學(xué)計(jì)量比不變進(jìn) 而保證其低溫性能的熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備Ti-A1-Sn塊體材料的 方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
以Ti粉、Al粉和Sn粉為初始原料，按照重量比為Ti粉Al粉 Sn粉=17: 2: 1的比例將Ti粉、Al粉和Sn粉混合，以酒精為媒介， 在球磨罐中進(jìn)行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放 入干燥箱中，在60-7(TC下干燥至少24h;將干燥好的粉末放入鋼制模具中由引燃劑引燃后進(jìn)行自蔓延反應(yīng)生成Ti-Al-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Al-Sn粉體裝入石墨模具中進(jìn)行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Al-Sn塊體材料。
本發(fā)明還可以包括
1、 所述的球磨混合的時(shí)間為4小時(shí)。
2、 所述的熱壓燒結(jié)是在1200 150(TC溫度范圍內(nèi)燒結(jié)lh,施加壓力為30MPa，升溫速率2(TC/min。
本發(fā)明與以前的水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉(ISM)相比較，具有耗能低、能夠有效的控制合金元素的蒸發(fā)損失、盡可能保持合金元素的化學(xué)計(jì)量比，并且提髙了制備材料的效率，是一種新型的TisAl,5Sn制備工藝。
具體實(shí)施例方式
下面舉例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述
1、 按照合金元素的化學(xué)計(jì)量比分別稱量適量的Ti粉、Al粉和Sn粉，并將各原料混合；置于裝有乙醇的球磨罐中進(jìn)行球磨4小時(shí)，轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/min;將球磨過的漿料進(jìn)行放入干燥箱中干燥24h，然后進(jìn)行研磨、過130目篩。
2、 將準(zhǔn)備好的粉體放入鋼制模具中，由鎢絲通入電流引燃進(jìn)行自蔓延反應(yīng)得到Ti-A1-Sn合金顆粒；將自蔓延得到的黑色顆粒球磨、過篩得到Ti-Al-Sn粉體材料。
3、 將自蔓延得到粉體材料裝入直徑為①50mm的石墨模具中，放
入真空熱壓燒結(jié)爐中進(jìn)行熱壓燒結(jié)；所述的熱壓燒結(jié)的溫度范圍1200 1500。C，燒結(jié)時(shí)間為lh，施加壓力為30MPa，升溫速率20°C/min，在真空條件下燒結(jié)，得到的燒結(jié)體就是要制備的Ti-Al-Sn合金塊體材料。
權(quán)利要求
1、一種熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備Ti-Aminl.gif-Sn塊體材料的方法，其特征是以Ti粉、Aminl.gif粉和Sn粉為初始原料，按照重量比為Ti粉∶Aminl.gif粉∶Sn粉＝17∶2∶1的比例混合Ti粉、Aminl.gif粉和Sn粉，以酒精為媒介，在球磨罐中進(jìn)行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放入干燥箱中，在60-70℃下干燥至少24h；將干燥好的粉末放入鋼制模具中進(jìn)行自蔓延反應(yīng)生成Ti-Aminl.gif-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Aminl.gif-Sn粉體裝入石墨模具中進(jìn)行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Aminl.gif-Sn塊體材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn 塊體材料的方法，其特征是所述的球磨混合的時(shí)間為4小時(shí)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備 Ti-Al-Sn塊體材料的方法，其特征是所述的熱壓燒結(jié)是在1200 ~ 150(TC溫度范圍內(nèi)燒結(jié)lh，施加壓力為30MPa,升溫速率20°C/min。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種熱壓自蔓延反應(yīng)產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法。以Ti粉、Al粉和Sn粉為初始原料，以酒精為媒介，在球磨罐中進(jìn)行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放入干燥箱中，在60℃下干燥24h；將干燥好的粉末放入鋼制模具中進(jìn)行自蔓延反應(yīng)生成Ti-Al-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Al-Sn粉體裝入石墨模具中進(jìn)行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Al-Sn塊體材料。采用本發(fā)明的方法制備的塊體材料能夠保持其化學(xué)計(jì)量比，控制加熱過程中Al和Sn的揮發(fā)，具有穩(wěn)定的性能，是一種降低生產(chǎn)成本、控制反應(yīng)產(chǎn)物的新型制備工藝。
文檔編號(hào)C22C1/04GK101463432SQ20091007123
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者喬英杰, 張曉紅, 王家華 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)