CN103213302B - 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所述的产品，所述产品的致密度为99.2%-99.7%。
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