CN102248178A - 机械合金化热处理法制备6ai4v钛合金粉的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的新工艺。其是在不同粒度的氢化钛粉中按一定比例将铝钒合金粉混合，在高能球磨机中预合金化。在一定温度和真空条件下进行脱氢。在真空条件下进行热处理，机械合金化粉体的热处理过程中，粉体发生组成相结构有序化转变，即由无序的钛合金固溶体向有序的TIAIV金属间化合物转变，同时转变成等比化合物。

Description

机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，特别是一种钛合金制备工艺。

背景技术

钛及钛合金粉的粉末冶金是最现代化的工艺过程，它能够取得具有各种性能的制品，应用在国民经济的各个领域。近年来人们一直在大力开发航空和航天工业用的形状复杂零件的加工工艺和生产技术。最有代表性的就是经过多年来国内外对钛合金粉未冶金方法的研究在航天工业和汽车工业方面和大量应用，并制得的零件各种性能更优良。钛粉粉未冶金另一个大方面的应用方面是由钛及其钛合金粉未制各种用途的多孔过滤材料，用于食品、化工和医药等许多工业部门。

公知的6AI4V钛合金粉的生产现常用两种方法。

一种是雾化法，其加工方法为，先将海绵钛和铝钒合金熔炼成钛合金锭，然后进行开坯，压制成钛合金棒，在电极雾化炉中进行雾化，消耗电极圆形原料棒沿其长轴方向高速旋转，末端伸入雾化室，被钨电极的电弧熔化。由于旋转，熔融金属液流在切线方向上发散成小液滴。液滴在凝固前有足够的时间球化，从而获得光滑的球形粉末。旋转电极雾化法已应用于工业生产，但此工艺的工艺参数不易控制，因此所生产的粉末粒度分布难以符合预定要求。生产的钛合金粉的成本太高，用量不大。

另一种方法是氢化脱氢法。先将海绵钛和铝钒合金熔炼成钛合金锭，，然后进行开坯，压制成钛合金棒，钛合金棒在车床上车成钛合金屑，钛合金屑经破碎清洗，烘干后采用氢化脱氢法制成6AI4V钛粉。其成本高，制成的6AI4V钛粉氧含量高，不易批量生产。

发明内容

本发明目的是提出一种新型机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉新工艺，以克服现有方法生产成本高杂质含量大不易推广使用的缺点。

新型机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉，其是在不同粒度的氢化钛粉中按一定比例将铝钒合金粉混合，在高能球磨机中预合金化。在一定温度和真空条件下进行脱氢。在真空条件下进行热处理，机械合金化粉体的热处理过程中，粉体发生组成相结构有序化转变，即由无序的钛合金固溶体向有序的TiAIV金属间化合物转变，同时转变成等比化合物。

本发明中所使用的氢化钛粉是由海绵钛在600℃度，0.2MP压力下进行氢化生成氢化钛，再按所需的粒度制成氢化钛粉。

本发明氢化钛粉中按一定比例将AIV合金粉按一定比例混合，是按6AI4V钛合金的比例混合，6％AI，4％V，余量为钛的比例混合。在密闭的高能球磨机中在氩氢保护下进行球磨预合金化生成预合金化钛合金粉。

本发明的预合金化钛合金粉进行脱氢热处理，脱氢在真空设备中进行。脱氢温度在650℃度至750℃度真空度在10Pa以下进行。真空热处温度在750℃度至850℃度真空度在10Pa以下进行。脱氢热处理时间在23-32小时。

附图说明

图为本发明工艺流程图

具体实施方法

附图给出了新型机械合金化法制备6AI4V钛合金粉生产工艺的流程，在氢化钛粉中按6AI4V钛合金的重量比例加入金属铝和钒混合，即6％AI、4％V，余量为钛的比例混合，用高能球磨机在真空条件下或加氩气保护中进行预合金化，在加热和真空条件下进行脱氢处理，同时进行热处理达到合金化。氢化钛粉是采用海绵钛在600℃度，0.2MP压力下进行氢化生成氢化钛，再按所需的粒度制成氢化钛粉。所述的高能球磨机是密闭式的，抽真空达到10Pa以下或加氩气进行物料保护进行物料的预合金化。预合金粉脱氢热处理，脱氢在真空设备中进行，脱氢温度在650℃度至750℃度真空度在10Pa以下进行，脱氢热处理时间在23-32小时；真空热处温度在750℃度至850℃度。

具体的流程如下：

原材料处理分级：所用原材料为海绵钛，对所用的原材料进行分检，将原材料中的氧化料检出，并按照粒度大小进行分级，更于氢化吸氢的定量和定时。

氢化装炉：装分级好的原材料装炉，装炉时将料装入加热区。

原料氢化：氢化过程是在一定的温度和压力下进行，温度和给氢量的压力大小由粒度而定。

氢化制粉：制取一定粒度的粉，调节一定的制粉机制粉工艺。

混粉：将氢化钛粉、铝钒合金粉按6％AI、4％V、余为钛的比例混合均匀。

预合金化加入球磨机中在氩氢保护下进行球磨：将上述的混合粉加入密闭的高能球磨机中在氩氢保护下进行球磨预合金化。10-20小时。

预合金化粉脱氢：装炉时将料装入加热区，料要装均匀。脱氢是在一定的温度和较高的真空度下进行，通对温度和真空度的控制可以控制产品中的氢含量。为质量控制工序。

热处理：脱氢完成后，将炉加热升温到850℃度，保持3小时。后冷却出炉。

破碎制粉：出炉后的钛合金粉有板结，进行破碎过筛。

产品检验包装：产品进行检验，通过对产品中各化学成分的分析、粒度分布分析，对产品进行定级，并分类，包装成为成品。

发明实施效果；生产的-100目6AI4V钛合金粉，氧含量0.18-0.23％，氮含量0.03-0.04％，氢含量0.03％。

Claims (4)

1.机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺，其特征是在氢化钛粉中按6AI4V钛合金的重量比例加入金属铝和钒混合，即6％AI、4％V，余量为钛的比例混合，用高能球磨机在真空条件下或加氩气保护中进行预合金化，在加热和真空条件下进行脱氢处理，同时进行热处理达到合金化。

2.根据权利要求书1所述的机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺，其特征是氢化钛粉是采用海绵钛在600℃度，0.2MP压力下进行氢化生成氢化钛，再按所需的粒度制成氢化钛粉。

3.根据权利要求书1所述的机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺，其特征是所述的高能球磨机是密闭式的，抽真空达到10Pa以下或加氩气进行物料保护进行物料的预合金化。

4.根据权利要求书1所述的机械合金化热处理法制备6AI4V钛合金粉的工艺，其特征是预合金粉脱氢热处理，脱氢在真空设备中进行，脱氢温度在650℃度至750℃度真空度在10Pa以下进行，脱氢热处理时间在23-32小时；真空热处温度在750℃度至850℃度。

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