CN109022935A - 一种铝镍钛合金材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝镍钛合金材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)按以下质量百分比进行配料：镍为16.0～21.5％，钛为6.8～8.2％，钨为0.1～0.5％，钼为0.05～0.25％，余量为铝，混合均匀，球磨20～30min，得到合金粉；(2)将上述合金粉过90～110目筛，所得的细化粉末在100～300MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；(3)将上述坯料置于1200～1300℃的温度条件下焙烧20～40min，冷却，得到铝镍钛合金材料。本发明中的铝镍钛合金材料具有良好的塑性和强度，烧结体晶粒均匀，而且制备成本低。

Description

一种铝镍钛合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种铝镍钛合金材料的制备方法。
背景技术
目前在动力、石化、航空及航天等领域，可在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作的金属结构材料主要是镍基、铁基及钴基高温合金，但这些材料均具有较高的密度(一般8.0g/cm3以上)造成组件及设备的重量大，能源消耗大、使用效率低，甚至会带来一些潜在的不安全因素，例如发动机轮盘及叶片转动过程中由于镍基合金比重高导致内部产生巨大的离心力。因此，必须开发低密度、高比强的新型轻质高温结构材料以适应相关行业领域发展的需要。
钛镍铝作为一种新型合金材料由于具有较高的室温及高温强度、良好的抗氧化性、较低的密度(约6g/cm3)，可替代传统高温结构材料，减轻构件重量，提高效率，降低能源消耗。但现有技术中，钛镍铝合金材料的密度较大，而且合金的塑性和强度低。
为此，有必要针对上述问题，提出一种铝镍钛合金材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝镍钛合金材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝镍钛合金材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为16.0～21.5％，钛为6.8～8.2％，钨为0.1～0.5％，钼为0.05～0.25％，余量为铝，混合均匀，球磨20～30min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过90～110目筛，所得的细化粉末在100～300MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1200～1300℃的温度条件下焙烧20～40min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
优选的，上述步骤(1)中，按以下质量百分比进行配料：镍为17.2～19.6％，钛为7.1～7.8％，钨为0.2～0.4％，钼为0.09～0.18％，余量为铝。
优选的，上述步骤(1)中，按以下质量百分比进行配料：镍为18.3％，钛为7.5％，钨为0.3％，钼为0.14％，余量为铝。
优选的，上述步骤(1)中的配料还包括：锆为0.02～0.05％，铌为0.01～0.04％，铁为0.05～0.08％。
优选的，上述步骤(1)中的配料还包括：锆为0.035％，铌为0.025％，铁为0.06％。
优选的，上述步骤(1)中，球磨在保护性气氛下进行，球磨时转速为200～300r/min。
优选的，球磨时转速为250r/min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的铝镍钛合金材料具有良好的塑性和强度，烧结体晶粒均匀，而且制备成本低。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种铝镍钛合金材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为16.0～21.5％，钛为6.8～8.2％，钨为0.1～0.5％，钼为0.05～0.25％，余量为铝，混合均匀，球磨20～30min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过90～110目筛，所得的细化粉末在100～300MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1200～1300℃的温度条件下焙烧20～40min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
其中，上述步骤(1)中，按以下质量百分比进行配料：镍为17.2～19.6％，钛为7.1～7.8％，钨为0.2～0.4％，钼为0.09～0.18％，余量为铝；优选的，按以下质量百分比进行配料：镍为18.3％，钛为7.5％，钨为0.3％，钼为0.14％，余量为铝。
其中，上述步骤(1)中的配料还包括：锆为0.02～0.05％，铌为0.01～0.04％，铁为0.05～0.08％；优选的，锆为0.035％，铌为0.025％，铁为0.06％。
其中，上述步骤(1)中，球磨在保护性气氛下进行，球磨时转速为200～300r/min。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的铝镍钛合金材料。
实施例1
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为16.0％，钛为6.8％，钨为0.1％，钼为0.05％，余量为铝，混合均匀，球磨20min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过90目筛，所得的细化粉末在100MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1200℃的温度条件下焙烧20min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
实施例2
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为17.2％，钛为7.1％，钨为0.2％，钼为0.09％，余量为铝，混合均匀，球磨25min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过100目筛，所得的细化粉末在200MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1250℃的温度条件下焙烧30min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
实施例3
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为18.3％，钛为7.5％，钨为0.3％，钼为0.14％，余量为铝，混合均匀，球磨25min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过100目筛，所得的细化粉末在200MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1250℃的温度条件下焙烧30min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
实施例4
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为19.6％，钛为7.8％，钨为0.4％，钼为0.18％，余量为铝，混合均匀，球磨25min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过100目筛，所得的细化粉末在200MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1250℃的温度条件下焙烧30min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
实施例5
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为21.5％，钛为8.2％，钨为0.5％，钼为0.25％，余量为铝，混合均匀，球磨30min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过110目筛，所得的细化粉末在300MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1300℃的温度条件下焙烧40min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
根据上述实施例1～5中的方法制备得到的铝镍钛合金材料具有良好的塑性和强度；采用扫描电镜对该铝镍钛合金材料进行测试，结果表明，该铝镍钛合金材料晶粒分布均匀，而且制备成本低。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (7)

1.一种铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)按以下质量百分比进行配料：镍为16.0～21.5％，钛为6.8～8.2％，钨为0.1～0.5％，钼为0.05～0.25％，余量为铝，混合均匀，球磨20～30min，得到合金粉；
(2)将上述合金粉过90～110目筛，所得的细化粉末在100～300MPa的压力条件下进行压制，得到坯料；
(3)将上述坯料置于1200～1300℃的温度条件下焙烧20～40min，冷却，得到铝镍钛合金材料。
2.根据权利要求1所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，按以下质量百分比进行配料：镍为17.2～19.6％，钛为7.1～7.8％，钨为0.2～0.4％，钼为0.09～0.18％，余量为铝。
3.根据权利要求2所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，按以下质量百分比进行配料：镍为18.3％，钛为7.5％，钨为0.3％，钼为0.14％，余量为铝。
4.根据权利要求1所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中的配料还包括：锆为0.02～0.05％，铌为0.01～0.04％，铁为0.05～0.08％。
5.根据权利要求4所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中的配料还包括：锆为0.035％，铌为0.025％，铁为0.06％。
6.根据权利要求1所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，球磨在保护性气氛下进行，球磨时转速为200～300r/min。
7.根据权利要求6所述的铝镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，球磨时转速为250r/min。
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