專利名稱：機(jī)械合金化熱處理法制備6ai4v鈦合金粉的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種鈦合金制備工藝。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金粉的粉末冶金是最現(xiàn)代化的工藝過程，它能夠取得具有各種性能的制品，應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。近年來人們一直在大力開發(fā)航空和航天工業(yè)用的形狀復(fù)雜零件的加工工藝和生產(chǎn)技術(shù)。最有代表性的就是經(jīng)過多年來國內(nèi)外對鈦合金粉未冶金方法的研究在航天工業(yè)和汽車工業(yè)方面和大量應(yīng)用，并制得的零件各種性能更優(yōu)良。鈦粉粉未冶金另一個(gè)大方面的應(yīng)用方面是由鈦及其鈦合金粉未制各種用途的多孔過濾材料，用于食品、化工和醫(yī)藥等許多工業(yè)部門。公知的6AI4V鈦合金粉的生產(chǎn)現(xiàn)常用兩種方法。一種是霧化法，其加工方法為，先將海綿鈦和鋁釩合金熔煉成鈦合金錠，然后進(jìn)行開坯，壓制成鈦合金棒，在電極霧化爐中進(jìn)行霧化，消耗電極圓形原料棒沿其長軸方向高速旋轉(zhuǎn)，末端伸入霧化室，被鎢電極的電弧熔化。由于旋轉(zhuǎn)，熔融金屬液流在切線方向上發(fā)散成小液滴。液滴在凝固前有足夠的時(shí)間球化，從而獲得光滑的球形粉末。旋轉(zhuǎn)電極霧化法已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但此工藝的工藝參數(shù)不易控制，因此所生產(chǎn)的粉末粒度分布難以符合預(yù)定要求。生產(chǎn)的鈦合金粉的成本太高，用量不大。另一種方法是氫化脫氫法。先將海綿鈦和鋁釩合金熔煉成鈦合金錠，，然后進(jìn)行開坯，壓制成鈦合金棒，鈦合金棒在車床上車成鈦合金屑，鈦合金屑經(jīng)破碎清洗，烘干后采用氫化脫氫法制成6AI4V鈦粉。其成本高，制成的6AI4V鈦粉氧含量高，不易批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種新型機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉新工藝，以克服現(xiàn)有方法生產(chǎn)成本高雜質(zhì)含量大不易推廣使用的缺點(diǎn)。新型機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉，其是在不同粒度的氫化鈦粉中按一定比例將鋁釩合金粉混合，在高能球磨機(jī)中預(yù)合金化。在一定溫度和真空條件下進(jìn)行脫氫。在真空條件下進(jìn)行熱處理，機(jī)械合金化粉體的熱處理過程中，粉體發(fā)生組成相結(jié)構(gòu)有序化轉(zhuǎn)變，即由無序的鈦合金固溶體向有序的TiAIV金屬間化合物轉(zhuǎn)變，同時(shí)轉(zhuǎn)變成等比化合物。本發(fā)明中所使用的氫化鈦粉是由海綿鈦在600°C度，0.2MP壓力下進(jìn)行氫化生成氫化鈦，再按所需的粒度制成氫化鈦粉。本發(fā)明氫化鈦粉中按一定比例將AIV合金粉按一定比例混合，是按6AI4V鈦合金的比例混合，6% Al, 4% V，余量為鈦的比例混合。在密閉的高能球磨機(jī)中在氬氫保護(hù)下進(jìn)行球磨預(yù)合金化生成預(yù)合金化鈦合金粉。本發(fā)明的預(yù)合金化鈦合金粉進(jìn)行脫氫熱處理，脫氫在真空設(shè)備中進(jìn)行。脫氫溫度在650°C度至750°C度真空度在101 以下進(jìn)行。真空熱處溫度在750°C度至850°C度真空度在10 以下進(jìn)行。脫氫熱處理時(shí)間在23-32小時(shí)。


圖為本發(fā)明工藝流程圖具體實(shí)施方法附圖給出了新型機(jī)械合金化法制備6AI4V鈦合金粉生產(chǎn)工藝的流程，在氫化鈦粉中按6AI4V鈦合金的重量比例加入金屬鋁和釩混合，S卩6% AI、4%V，余量為鈦的比例混合， 用高能球磨機(jī)在真空條件下或加氬氣保護(hù)中進(jìn)行預(yù)合金化，在加熱和真空條件下進(jìn)行脫氫處理，同時(shí)進(jìn)行熱處理達(dá)到合金化。氫化鈦粉是采用海綿鈦在600°C度，0. 2MP壓力下進(jìn)行氫化生成氫化鈦，再按所需的粒度制成氫化鈦粉。所述的高能球磨機(jī)是密閉式的，抽真空達(dá)到10 以下或加氬氣進(jìn)行物料保護(hù)進(jìn)行物料的預(yù)合金化。預(yù)合金粉脫氫熱處理，脫氫在真空設(shè)備中進(jìn)行，脫氫溫度在650°C度至750°C度真空度在10 以下進(jìn)行，脫氫熱處理時(shí)間在 23-32小時(shí)；真空熱處溫度在750°C度至850°C度。具體的流程如下原材料處理分級所用原材料為海綿鈦，對所用的原材料進(jìn)行分檢，將原材料中的氧化料檢出，并按照粒度大小進(jìn)行分級，更于氫化吸氫的定量和定時(shí)。氫化裝爐裝分級好的原材料裝爐，裝爐時(shí)將料裝入加熱區(qū)。原料氫化氫化過程是在一定的溫度和壓力下進(jìn)行，溫度和給氫量的壓力大小由粒度而定。氫化制粉制取一定粒度的粉，調(diào)節(jié)一定的制粉機(jī)制粉工藝。混粉將氫化鈦粉、鋁釩合金粉按6% Al,4% V、余為鈦的比例混合均勻。預(yù)合金化加入球磨機(jī)中在氬氫保護(hù)下進(jìn)行球磨將上述的混合粉加入密閉的高能球磨機(jī)中在氬氫保護(hù)下進(jìn)行球磨預(yù)合金化。10-20小時(shí)。預(yù)合金化粉脫氫裝爐時(shí)將料裝入加熱區(qū)，料要裝均勻。脫氫是在一定的溫度和較高的真空度下進(jìn)行，通對溫度和真空度的控制可以控制產(chǎn)品中的氫含量。為質(zhì)量控制工序。熱處理脫氫完成后，將爐加熱升溫到850°C度，保持3小時(shí)。后冷卻出爐。破碎制粉出爐后的鈦合金粉有板結(jié)，進(jìn)行破碎過篩。產(chǎn)品檢驗(yàn)包裝產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，通過對產(chǎn)品中各化學(xué)成分的分析、粒度分布分析， 對產(chǎn)品進(jìn)行定級，并分類，包裝成為成品。發(fā)明實(shí)施效果；生產(chǎn)的-100目6AI4V鈦合金粉，氧含量0. 18-0. 23 %，氮含量 0. 03-0. 04%，氫含量 0. 03%。
權(quán)利要求
1.機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉的工藝，其特征是在氫化鈦粉中按6AI4V 鈦合金的重量比例加入金屬鋁和釩混合，即6% Al,4% V，余量為鈦的比例混合，用高能球磨機(jī)在真空條件下或加氬氣保護(hù)中進(jìn)行預(yù)合金化，在加熱和真空條件下進(jìn)行脫氫處理，同時(shí)進(jìn)行熱處理達(dá)到合金化。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉的工藝，其特征是氫化鈦粉是采用海綿鈦在600°C度，0. 2MP壓力下進(jìn)行氫化生成氫化鈦，再按所需的粒度制成氫化鈦粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉的工藝，其特征是所述的高能球磨機(jī)是密閉式的，抽真空達(dá)到10 以下或加氬氣進(jìn)行物料保護(hù)進(jìn)行物料的預(yù)合金化。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉的工藝，其特征是預(yù)合金粉脫氫熱處理，脫氫在真空設(shè)備中進(jìn)行，脫氫溫度在650°C度至750°C度真空度在 IOPa以下進(jìn)行，脫氫熱處理時(shí)間在23-32小時(shí)；真空熱處溫度在750°C度至850°C度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型機(jī)械合金化熱處理法制備6AI4V鈦合金粉的新工藝。其是在不同粒度的氫化鈦粉中按一定比例將鋁釩合金粉混合，在高能球磨機(jī)中預(yù)合金化。在一定溫度和真空條件下進(jìn)行脫氫。在真空條件下進(jìn)行熱處理，機(jī)械合金化粉體的熱處理過程中，粉體發(fā)生組成相結(jié)構(gòu)有序化轉(zhuǎn)變，即由無序的鈦合金固溶體向有序的TIAIV金屬間化合物轉(zhuǎn)變，同時(shí)轉(zhuǎn)變成等比化合物。
文檔編號C22C14/00GK102248178SQ20111018805
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者鄭新科 申請人:鄭新科