CN106566947A - 一种波纹管用钛合金材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波纹管用钛合金材料的制备方法，先取氮化硅、磷酸酯、甘露醇混合，升温至700‑800℃保温1‑2h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；再将改性氮化硅、非离子表面活性剂、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、柠檬酸钠、卵磷脂、矿物油混合，球磨，最后将所得混合物与钛粉混合，烧结，即得。本发明所得钛合金材料拉伸强度(25℃)在470‑520 MPa、屈服强度(25℃)达320‑350MPa、断后延伸率在14.0‑16.0%，强度高、质量轻，高温不易分解。

Description

一种波纹管用钛合金材料的制备方法
技术领域
本发明属于钛合金材料技术领域，具体涉及一种波纹管用钛合金材料的制备方法。
背景技术
波形膨胀节（又称波纹补偿器）是现代工业生产中设备和管网进行热补偿的关键部件之一，它除了具有位移补偿的作用外，还有减振降噪和密封的功能，其中波纹管是组成膨胀节的基本元件。波纹管是一种带横向波纹的圆柱形薄壁弹性壳体，具有多种形式，按形状可以分为U形、C形、S形、矩形和Ω形，其中U形波纹管应用最广；按层数可以分为单层和多层波纹管；另外，根据波纹管是否带有加强环还可以分为有加强型波纹管和无加强型波纹管；按制造材料可以分为金属波纹管和非金属波纹管。金属波纹管是一种具有挠性、薄壁和横向波纹的壳体零件，具有弹性和密封性能，基于其几何特点，使它在横向力、轴向力、弯矩作用下允许产生较大变形。金属波纹管在石油，船舶，宇航，机械，冶金，电力，化工，水利和原子能等工业领域应用广泛。
波纹管由于承受着既有轴向力又有径向力的复杂外力，并且工作介质常具有较强的腐蚀性，因此容易发生失效，造成损失。在我国，不锈钢波纹管常发生腐蚀失效，尤其是在电力、石油化工等行业。为了满足不同行业的工作场合对金属波纹管的要求，对特殊材料的波纹管的研制就变得非常迫切与必要了。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种波纹管用钛合金材料的制备方法，所得钛合金材料强度高、质量轻，高温不易分解。
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅10-20份、磷酸酯2-6份、甘露醇0.8-2.5份混合，升温至700-800℃，保温1-2h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂0.5-1.2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-6份、柠檬酸钠0.4-0.9份、卵磷脂0.2-0.5份、矿物油0.1-0.5份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉30-50份混合，烧结，即得。
进一步地，步骤1中升温速度为10-15℃/min。
进一步地，步骤1中乙醇为95v/v%乙醇。
进一步地，所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯或聚氧乙烯苯基磷酸酯。
进一步地，所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
进一步地，步骤3中烧结条件为800-1100℃、10-15min、40-50MPa。
本发明所得钛合金材料拉伸强度(25℃)在470-520 MPa、屈服强度(25℃)达320-350MPa、断后延伸率在14.0-16.0%，强度高、质量轻，高温不易分解。
具体实施方式
实施例1
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅10份、磷酸酯2份、甘露醇0.8份混合，升温至700℃，保温2h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂0.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2份、柠檬酸钠0.4份、卵磷脂0.2份、矿物油0.1份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉30份混合，烧结，即得。
其中，步骤1中升温速度为10℃/min，乙醇为95v/v%乙醇；所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；步骤3中烧结条件为800℃、10min、50MPa。
实施例2
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅14份、磷酸酯3份、甘露醇1.3份混合，升温至730℃，保温2h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂0.7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、柠檬酸钠0.7份、卵磷脂0.3份、矿物油0.2份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉40份混合，烧结，即得。
其中，步骤1中升温速度为12℃/min，乙醇为95v/v%乙醇；所述磷酸酯为聚氧乙烯苯基磷酸酯；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；步骤3中烧结条件为900℃、15min、45MPa。
实施例3
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅17份、磷酸酯5份、甘露醇1.7份混合，升温至700℃，保温1h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂0.9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、柠檬酸钠0.5份、卵磷脂0.4份、矿物油0.3份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉35份混合，烧结，即得。
其中，步骤1中升温速度为10℃/min，乙醇为95v/v%乙醇；所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；步骤3中烧结条件为800℃、10min、40MPa。
实施例4
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅15份、磷酸酯3份、甘露醇1.7份混合，升温至780℃，保温1.5h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅16份、非离子表面活性剂0.9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、柠檬酸钠0.8份、卵磷脂0.4份、矿物油0.3份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉45份混合，烧结，即得。
其中，步骤1中升温速度为15℃/min，乙醇为95v/v%乙醇；所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；步骤3中烧结条件为900℃、10min、40MPa。
实施例5
一种波纹管用钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅20份、磷酸酯6份、甘露醇2.5份混合，升温至800℃，保温1h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂1.2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、柠檬酸钠0.9份、卵磷脂0.5份、矿物油0.5份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉50份混合，烧结，即得。
其中，步骤1中升温速度为15℃/min，乙醇为95v/v%乙醇；所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；步骤3中烧结条件为1100℃、15min、40MPa。
将实施例1至5所得钛合金材料进行性能测试，所得钛合金材料拉伸强度(25℃)在470-520 MPa、屈服强度(25℃)达320-350MPa、断后延伸率在14.0-16.0%。

Claims (6)

1.一种波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，以重量份计，取氮化硅10-20份、磷酸酯2-6份、甘露醇0.8-2.5份混合，升温至700-800℃，保温1-2h，冷却至室温，用乙醇洗涤至恒重，得到改性氮化硅；
步骤2，以重量份计，将改性氮化硅10份、非离子表面活性剂0.5-1.2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-6份、柠檬酸钠0.4-0.9份、卵磷脂0.2-0.5份、矿物油0.1-0.5份混合，球磨，得到混合物；
步骤3，以重量份计，将步骤2所得混合物与钛粉30-50份混合，烧结，即得。
2.根据权利要求1所述的波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：步骤1中升温速度为10-15℃/min。
3.根据权利要求1所述的波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：步骤1中乙醇为95v/v%乙醇。
4.根据权利要求1所述的波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：所述磷酸酯为聚氧乙烯十八烷基磷酸酯或聚氧乙烯苯基磷酸酯。
5.根据权利要求1所述的波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求1所述的波纹管用钛合金材料的制备方法，其特征在于：步骤3中烧结条件为800-1100℃、10-15min、40-50MPa。
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