CN102941344A - 钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 - Google Patents
钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102941344A CN102941344A CN2012105332339A CN201210533233A CN102941344A CN 102941344 A CN102941344 A CN 102941344A CN 2012105332339 A CN2012105332339 A CN 2012105332339A CN 201210533233 A CN201210533233 A CN 201210533233A CN 102941344 A CN102941344 A CN 102941344A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium alloy
- die
- alloy powder
- powder
- pressing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，该技术的实现步骤为：制造出相应模具；将模具在热压机上安装好，热压机可实现将上模推向下模的模腔中；按照所需压制零件的理论重量，在下模的模腔中加入按照成型零件的成分要求配制好的钛合金粉末材料；感应加热装置能够对模腔内的钛合金粉末材料按设定温度加热，在真空环境中或惰性气体保护环境中，升温到钛合金粉末材料的超塑性温度，上模先以较快速度下压将粉末压实，然后按照钛合金超塑性成型的应变速率进行压制，在加压加温的同时进行扩散连接，最终形成致密的零件；冷却到钛合金超塑性温度下，开模取出制成的零件。本发明提供的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，能够一次直接成型致密的零件，较好地解决了钛合金粉末材料的直接成型的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛合金粉末直接成型零件的技术，具体就是钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术。
背景技术
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。尤其是在航空航天领域，钛合金制件逐渐增多，航空航天领域要求零件有高的刚度、强度又要零件重量轻。钛合金材料能够很好的满足这种要求。然而由于钛合金的性质决定其不论是切削加工，塑性成型加工还是其他加工方式都比较困难。但是钛合金的超塑性温度和扩散连接的温度在同一范围内，所以钛合金板料成型中广泛使用SPF-DB技术，并在实际应用中，尤其是航空、航天领域里，取得了良好的效果。由于钛合金超塑性成型时变形抗力很小，而金属在超塑性状态下又有利于扩散连接的进行，所以可以将传统粉末冶金的方法和SPF-DB技术相结合，利用钛合金粉末直接成型致密的金属功能零件。传统粉末冶金方法制造金属零件的方法一般是，将配制好的金属粉末放到压模中常温或加热快速压制成型，然后将成型的零件进行烧结以得到最终产品。这种方法得到的零件致密度较差，如需得到高致密度的零件还需进行后续处理，如采用热等静压法等，但后续处理工序往往难度大，成本高。本发明的工艺方案能够一次直接成型致密的零件，较好地解决了钛合金粉末材料的直接成型的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种超塑性成型技术(SPF)、扩散连接技术(DB)和粉末冶金技术相结合，利用特定的工艺方法将钛合金粉末直接压制成零件的技术，能够一次直接成型致密的零件，较好地解决了钛合金粉末材料的直接成型的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，该技术的实现步骤为：
(1)按照零件形状制造出相应的模具，所述模具包括上模、下模和感应加热装置，所述下模带有与上模形状一致且凹陷下去的模腔，所述模腔形状与零件形状一致，上模可正好嵌于模腔内，所述上模和下模的周围设有感应加热装置，
(2)将模具在热压机上安装好，热压机为现有设备，可实现将上模推向下模的模腔中，
(3)按照所需压制零件的理论重量，在下模的模腔中加入按照成型零件的成分要求配制好的钛合金粉末材料，
(4)感应加热装置对模腔内的钛合金粉末材料按设定温度加热，在真空环境中或惰性气体保护环境中，升温到钛合金粉末材料的超塑性温度，上模先以较快速度下压将粉末压实，然后按照钛合金超塑性成型的应变速率进行压制，在加压加温的同时进行扩散连接，最终形成致密的零件，
(5)冷却到钛合金超塑性温度下，开模取出制成的零件。
在一些实施方式中，所述上模和下模采用高强度陶瓷材料制造。
在一些实施方式中，所述钛合金粉末为粒度是75μm～150μm的TC4钛合金粉末。
在一些实施方式中，所述超塑性温度为925℃。
在一些实施方式中，所述钛合金超塑性成型的应变速率取3.3x101/s。
附图说明
图1为钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术中使用的模具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，本例中选用粒度为75μm～150μm的TC4钛合金粉末，根据热等静压工艺试验的结果，一般粉末粒度越小，成型零件最终的性能越好，具体的实施过程如下：
(1)按照零件形状制造出相应的模具，如图1所示，包括上模1、下模2和感应加热装置4，上模1和下模2采用高强度陶瓷材料制造，所述下模2带有与上模1形状一致且凹陷下去的模腔3，上模1可正好嵌于模腔3内，上模1和下模2的周围设有感应加热装置4。
(2)将模具在热压机上安装好，根据零件大小选用合适的热压机。
(3)按照所需压制零件的理论重量，在下模的模腔中加入按照成型零件的成分要求配制好的钛合金粉末材料，本例直接使用TC4钛合金粉末材料。
(4)感应加热装置对模腔内的钛合金粉末材料按设定温度加热，在真空环境中或惰性气体保护环境中，升温到TC4钛合金粉末材料的超塑性温度，本例中升温到925℃，上模先以较快速度下压将粉末压实，然后按照钛合金超塑性成型的应变速率进行压制，本例中应变速率取3.3x10-1/s，在加压加温的同时进行扩散连接，当下压压力上升到200Mpa时，保温保压3分钟，最终形成致密的零件。
(5)冷却到钛合金超塑性温度下，本例为600℃以下，开模取出制成的零件。
(6)根据具体要求，将零件进行相应的后续处理。
使用上述方法制造出的钛合金零件，各相邻的粉末粒子经超塑性挤压和扩散连接融合连接为一体，其致密程度可以达到材料的理论密度，使得制件的性能达到或优于锻造零件，可以应用在航空航天相应零件的制造中，也可以应用到其他诸如，汽车制造，船舶制造，建筑，体育器材等行业。
综上，本发明提供的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，能够一次直接成型致密的零件，较好地解决了钛合金粉末材料的直接成型的问题。
以上步骤和叙述内容是对本发明的应用过程的一个进一步说明，并不意味着本发明只有这些内容，对于应用本发明所提供的解决问题的方法和以之形成的工艺变化，应视为本发明权利保护范围。
Claims (5)
1.钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，该技术的实现步骤为：
(1)按照零件形状制造出相应的模具，所述模具包括上模、下模和感应加热装置，所述下模带有与上模形状一致且凹陷下去的模腔，所述模腔形状与零件形状一致，上模可正好嵌于模腔内，所述上模和下模的周围设有感应加热装置，
(2)将模具在热压机上安装好，热压机为现有设备，可实现将上模推向下模的模腔中，
(3)按照所需压制零件的理论重量，在下模的模腔中加入按照成型零件的成分要求配制好的钛合金粉末材料，
(4)感应加热装置对模腔内的钛合金粉末材料按设定温度加热，在真空环境中或惰性气体保护环境中，升温到钛合金粉末材料的超塑性温度，上模先以较快速度下压将粉末压实，然后按照钛合金超塑性成型的应变速率进行压制，在加压加温的同时进行扩散连接，最终形成致密的零件，
(5)冷却到钛合金超塑性温度下，开模取出制成的零件。
2.根据权利要求1所述的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，所述上模和下模采用高强度陶瓷材料制造。
3.根据权利要求1所述的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，所述钛合金粉末为粒度是75μm～150μm的TC4钛合金粉末。
4.根据权利要求1所述的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，所述超塑性温度为925℃。
5.根据权利要求1所述的钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术，其特征在于，所述钛合金超塑性成型的应变速率取3.3x10-4/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105332339A CN102941344A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105332339A CN102941344A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102941344A true CN102941344A (zh) | 2013-02-27 |
Family
ID=47724385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012105332339A Pending CN102941344A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102941344A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104708004A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 赵立地 | 一种无机粉末挤出成型工艺 |
| CN114192782A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-18 | 华中科技大学 | 一种难加工材料零件及其成形方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496742A (en) * | 1975-01-24 | 1977-12-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of producing a sintered article |
| JPS5966941A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | モ−ルドの製造方法 |
| JPS6144109A (ja) * | 1984-08-09 | 1986-03-03 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 温間粉末成形法 |
| JPS62185804A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 閉塞成形方法 |
| US5410132A (en) * | 1991-10-15 | 1995-04-25 | The Boeing Company | Superplastic forming using induction heating |
| CN1468155A (zh) * | 2000-09-15 | 2004-01-14 | ά��ά��˹����³˹����˾ | 超塑性成型模具和模具插入件 |
-
2012
- 2012-12-11 CN CN2012105332339A patent/CN102941344A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496742A (en) * | 1975-01-24 | 1977-12-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of producing a sintered article |
| JPS5966941A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | モ−ルドの製造方法 |
| JPS6144109A (ja) * | 1984-08-09 | 1986-03-03 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 温間粉末成形法 |
| JPS62185804A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 閉塞成形方法 |
| US5410132A (en) * | 1991-10-15 | 1995-04-25 | The Boeing Company | Superplastic forming using induction heating |
| CN1468155A (zh) * | 2000-09-15 | 2004-01-14 | ά��ά��˹����³˹����˾ | 超塑性成型模具和模具插入件 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104708004A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 赵立地 | 一种无机粉末挤出成型工艺 |
| CN114192782A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-18 | 华中科技大学 | 一种难加工材料零件及其成形方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104907567B (zh) | 一种制备高密度复杂形状硬质合金零件和刀具的方法 | |
| CN103801695B (zh) | 一种金属料浆3d打印无模注射成形方法 | |
| CN104087772B (zh) | 一种制备高致密度钛及钛合金的粉末冶金方法 | |
| CN101886192B (zh) | 一种采用粉末冶金工艺制备高性能铁镍系软磁合金的方法 | |
| JP2015161031A (ja) | 粉末製品を使用して物体を製造するための方法 | |
| CN104694895A (zh) | 一种W-Ti合金靶材及其制造方法 | |
| CN104707931A (zh) | 一种大型高温合金盘类模锻件的制造方法 | |
| CN104263981A (zh) | 一种粉末冶金钛合金棒材的制备方法 | |
| CN101530916B (zh) | 控制粉末冶金材料及制品烧结膨胀缺陷的烧结方法的模具 | |
| CN102127672A (zh) | 一种气体雾化粉末挤压成形制备铁基高温合金的方法 | |
| CN1686642A (zh) | 一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法 | |
| CN103938005B (zh) | 气流磨氢化钛粉制备超细晶粒钛及钛合金的方法 | |
| CN110468308A (zh) | 一种低成本高性能铝基复合材料坯锭的制备方法 | |
| Chen et al. | Experimental and numerical studies on W–Cu functionally graded materials produced by explosive compaction–welding sintering | |
| CN102127714A (zh) | 一种纳米团簇强化铁基高温合金 | |
| CN103589895A (zh) | 一种低成本制备高精度金刚石/Cu复合材料零件的方法 | |
| CN102941344A (zh) | 钛合金粉末超塑性热压及扩散连接成型零件技术 | |
| CN103056369A (zh) | 粉末冶金制作零件的生产工艺 | |
| CN101880807A (zh) | 一种提高高比重钨合金杆材力学性能的生产工艺 | |
| CN104911383B (zh) | 一种制备Al2O3弥散强化铜合金的方法 | |
| CN106191499B (zh) | 粉末冶金法制备高硅铝合金的方法 | |
| CN105234405A (zh) | 一种具有致密化表面的铁基粉末冶金零件的制备方法 | |
| CN109226772B (zh) | 一种高屈服强度粉末冶金产品的热整形方法 | |
| Amin et al. | Optimization of injection molding parameters for WC-Co feedstocks | |
| CN102776457A (zh) | 热模锻技术提高粉末冶金钒铬钛合金综合力学性能的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130227 |