CN103213302A - 一种氢化锂温等静压成型方法及其制备的产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢化锂温等静压成型方法,目的在于进一步提高氢化锂制品的致密度,改善氢化锂制品的性能,该方法包括氢化锂冷压坯的制备、温等静压包套的制备和封焊、温等静压成型三个步骤。本发明的该方法能够有效提高氢化锂致密体的力学性能,改善氢化锂制品的组织结构,延缓氢化锂的潮解及氧化。采用本发明所制备的氢化锂材料的致密度超过99.2%,能够有效缓解氢化锂的潮解及氧化,综合性能得到显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工方法及其制备的产品,尤其是一种氢化锂温等静压成型方法及其制备的产品。更确切的说是,涉及一种提高氢化锂致密度和压溃强度的等静压成型方法,对于降低氢化锂的潮解和氧化影响,提高氢化锂力学性能,改善组织结构具有重要意义。
背景技术
氢化锂具有独特的核性质和化学性质,同时其具有高的氢密度和低的质量密度的特点,可作为中子屏蔽材料、超轻结构件和氢燃料来源。
目前,氢化锂材料主要是通过冷压成型-烧结的方式获得。所得到的氢化锂制品的压溃强度约为140MPa,致密度约为98.5%。
氢化锂极易潮解,遇水或水蒸气水解。而氢化锂制品的致密度对于其潮解及氧化性能有着重要影响。因此,如何进一步提高氢化锂制品的致密度,对于改善氢化锂制品的性能具有重要意义。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种氢化锂温等静压成型方法及其制备的产品,该方法能够有效提高氢化锂致密体的力学性能,改善氢化锂制品的组织结构,延缓氢化锂的潮解及氧化。采用本发明所制备的氢化锂材料的致密度超过99.2%,能够有效缓解氢化锂的潮解及氧化,综合性能得到显著提高。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种氢化锂温等静压成型方法,包括如下步骤:
步骤一、氢化锂冷压坯的制备:将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气30min~60min,然后在冷等静压压力为200MPa~300MPa条件下,保压5min~10min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;
步骤二、温等静压包套的制备和封焊:向包套中装入步骤一制作的氢化锂冷压坯,采用真空电子束焊机对包套进行焊接封装,得氢化锂封焊坯;
步骤三、温等静压成型:将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为300℃~400℃,压力为100MPa~150MPa,保温保压90min~120min,冷却后打开包套,即得产品。
所述包套为铝合金包套。
所述包套的内径为10 mm~200mm。
所述包套的内径为50 mm~80mm。
所述步骤一中,将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气60min,然后在冷等静压压力为250MPa条件下,保压5min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;所述步骤二中,包套的内径为50mm;所述步骤三中,将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为360℃,压力为120MPa,保温保压120min,冷却后打开包套,即得产品。
所述步骤一中,将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气60min,然后在冷等静压压力为300MPa条件下,保压5min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;所述步骤二中,包套的内径为80mm;所述步骤三中,将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为380℃,压力为140MPa,保温保压120min,冷却后打开包套,即得产品。作为优选,步骤一中,氢化锂粉末的粒径为50μm~300μm,进一步,氢化锂粉末的粒径为100μm。
采用前述氢化锂温等静压成型方法制备的产品。
所述产品的致密度为99.2%~99.7%。
本发明提供一种氢化锂温等静压成型方法及其制备的产品,该方法包括氢化锂冷压坯的制备、温等静压包套的制备和封焊、温等静压成型三个步骤。首先将氢化锂粉末采用机械震动装到塑料软膜内,封装除气30min~60min,然后在冷等静压压力为200MPa~300MPa条件下,保压5min~10min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯,该氢化锂冷压坯密度达到98%。然后向铝合金包套中装入步骤一制作的氢化锂冷压坯,采用真空电子束焊机对铝合金包套进行焊接封装,得氢化锂封焊坯。最后,将氢化锂封焊坯进行温等静压,冷却后打开包套,即得产品。
温等静压是热等静压在较低温度范围内的通称。本发明通过氢化锂冷压坯的制备、温等静压包套的制备和封焊、温等静压成型三个步骤,能够消除产品内气孔、裂纹、缩松、偏析以及应力等内部缺陷,提高产品的性能。采用本发明能够有效解决现有氢化锂制品致密度低的问题,所制备产品的致密度超过99.2%,可达99.2%~99.7%,压溃强度可达145MPa~210MPa。
本发明能够有效提高氢化锂的致密度,在保证氢化锂试样致密度≥99.2%的同时,通过控制工艺条件,能够大大地提高产品氢化锂的压溃强度,所制备产品的压溃强度能够达到145MPa~210MPa,能够有效改善产品氢化锂的组织结构。本发明工艺成熟,操作简单,能够制备出力学性能要求更高的氢化锂制品。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1为实例1不同温度条件下,温等静压制备的氢化锂的压溃强度分析图。
图2为实例1温等静压后氢化锂,在340℃的热压金相图,图中1cm相当于实际的260μm。
图3为实例1温等静压后氢化锂,在360℃的热压金相图,图中1cm相当于实际的260μm。
图4为实例2温等静压后氢化锂的金相图。
图5为实例3温等静压后氢化锂的金相图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
1)氢化锂冷压坯的制备:将平均粒度100μm的氢化锂粉末采用机械震动装到塑料软膜内,封装除气30min,再在200MPa条件下,冷等静压10min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯。
2)温等静压包套的制备和封焊:将铝合金棒材或管材加工为内径30mm的铝合金包套,向铝合金包套中装入氢化锂冷压坯,用真空电子束焊机进行封装焊接,得氢化锂封焊坯。
3)温等静压成型:将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为340℃,压力为100MPa,保温保压120min,冷却后打开铝合金包套,即得产品。
本实施例制备产品的压溃强度为162MPa,致密度为99.3%。
实施例2
1)氢化锂冷压坯的制备:将氢化锂粉末采用机械震动装到塑料软膜内,封装除气60min,再在250MPa条件下,冷等静压5min成型,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯。
2)温等静压包套的制备和封焊:将铝合金棒材或管材加工为内径50mm的铝合金包套,向铝合金包套中装入氢化锂冷压坯,用真空电子束焊机进行封装焊接,得氢化锂封焊坯。
3)温等静压成型:将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为360℃,压力为120MPa,保温保压120min,冷却后打开铝合金包套,即得产品。
本实施例制备产品的压溃强度为205MPa,致密度为99.6%。
实施例3
1)氢化锂冷压坯的制备:将平均粒度100μm的氢化锂粉末采用机械震动装到塑料软膜内,封装除气60min,再在300MPa条件下,冷等静压5min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯。
2)温等静压包套的制备和封焊:将铝合金棒材或管材加工为内径80mm的铝合金包套,向铝合金包套中装入氢化锂冷压坯,用真空电子束焊机进行封装焊接,得氢化锂封焊坯。
3)温等静压成型:将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为380℃,压力为140MPa,保温保压120min,冷却后打开铝合金包套,即得产品。
本实施例制备产品的压溃强度为149MPa,致密度为99.2%。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、氢化锂冷压坯的制备:将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气30min~60min,然后在冷等静压压力为200MPa~300MPa条件下,保压5min~10min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;
步骤二、温等静压包套的制备和封焊:向包套中装入步骤一制作的氢化锂冷压坯,采用真空电子束焊机对包套进行焊接封装,得氢化锂封焊坯;
步骤三、温等静压成型:将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为300℃~400℃,压力为100MPa~150MPa,保温保压90min~120min,冷却后打开包套,即得产品。
2.根据权利要求1所述的氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,所述包套为铝合金包套。
3.根据权利要求1所述的氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,所述包套的内径为10 mm~200mm。
4.根据权利要求3所述的氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,所述包套的内径为50 mm~80mm。
5.根据权利要求1所述的氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,所述步骤一中,将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气60min,然后在冷等静压压力为250MPa条件下,保压5min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;所述步骤二中,包套的内径为50mm;所述步骤三中,将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为360℃,压力为120MPa,保温保压120min,冷却后打开包套,即得产品。
6.根据权利要求1所述的氢化锂温等静压成型方法,其特征在于,所述步骤一中,将氢化锂粉末置于塑料软膜内,封装除气60min,然后在冷等静压压力为300MPa条件下,保压5min,然后从塑料软膜中脱除,即得氢化锂冷压坯;所述步骤二中,包套的内径为80mm;所述步骤三中,将氢化锂封焊坯进行温等静压,温度为380℃,压力为140MPa,保温保压120min,冷却后打开包套,即得产品。
7.根据权利要求1-6任一项所述氢化锂温等静压成型方法制备的产品。
8.根据权利要求7所述氢化锂温等静压成型方法制备的产品,所述产品的致密度为99.2%-99.7%。
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