CN109807318A - 一种高强度钛合金的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度钛合金的加工方法,具体步骤如下:(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1100℃~1300℃,反应时间20min~40min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1300~1500℃,压强为35~60MPa,反应时间5~10min;(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1300~1500℃,反应时间12~15h。本发明的有益之处在于:本发明在加工钛合金时能够避免对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种钛合金加工方法,特别是涉及一种高强度钛合金的加工方法。
二、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,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。
70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
超高强度钛合金主要是用来替代高强度钢作为结构件合金,应用于航空、航天等需要高强度高韧性的部位,特别是在航空航天领域,进一步提高钛合金的比强度和比刚度,以实现更大的减重效果。为此,超高强度钛合金(σb≥1250MPa)是钛合金开发和应用研究的重点方向之一,在国际上的研究和发展活跃。国内的一些学者也提出要研发具有自主知识产权的强度在1250MPa以上的高强度钛合金。
现阶段研究一种避免加工时对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害的钛合金加工方法十分的重要。
三、发明内容
为了克服现钛合金加工方法的不足之处,本发明提供了一种高强度钛合金的加工方法。
本发明的技术方案是这样实现的。
本方案的一种高强度钛合金的加工方法,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1100℃~1300℃,反应时间20min~40min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1300~1500℃,压强为35~60MPa,反应时间5~10min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1300~1500℃,反应时间12~15h。
进一步,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1200℃,反应时间25min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1400℃,压强为40MPa,反应时间7min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间13h。
进一步,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1250℃,反应时间30min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为39MPa,反应时间8min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1500℃,反应时间14h。
进一步,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1300℃,反应时间35min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为55MPa,反应时间9min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间15h。
本发明的有益之处在于:本发明在加工钛合金时能够避免对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害。
四、具体实施方式
实施例1
一种高强度钛合金的加工方法,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1200℃,反应时间25min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1400℃,压强为40MPa,反应时间7min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间13h。
本发明在加工钛合金时能够避免对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害。
实施例2
一种高强度钛合金的加工方法,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1250℃,反应时间30min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为39MPa,反应时间8min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1500℃,反应时间14h。
本发明在加工钛合金时能够避免对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害。
实施例3
一种高强度钛合金的加工方法,具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1300℃,反应时间35min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为55MPa,反应时间9min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间15h。
本发明在加工钛合金时能够避免对塑性造成损害,充分利用氮气的强化作用,减弱其对塑性的危害。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种高强度钛合金的加工方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1100℃~1300℃,反应时间20min~40min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1300~1500℃,压强为35~60MPa,反应时间5~10min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1300~1500℃,反应时间12~15h。
2.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金的加工方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1200℃,反应时间25min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1400℃,压强为40MPa,反应时间7min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间13h。
3.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金的加工方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1250℃,反应时间30min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为39MPa,反应时间8min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1500℃,反应时间14h。
4.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金的加工方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)将钛合金粉末放置在管式炉中进行渗氮处理,反应温度1300℃,反应时间35min,反应过程中不断搅拌粉末保证反应均匀;
(2)对上一步中得到的合金粉末进行等离子烧结,获得钛合金块体材料,反应温度1450℃,压强为55MPa,反应时间9min;
(3)对上一步中得到的钛合金块体材料进行真空热处理,处理温度1400℃,反应时间15h。
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CN201711158064.4A CN109807318A (zh) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | 一种高强度钛合金的加工方法 |
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Cited By (1)
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CN109811296A (zh) * | 2019-03-30 | 2019-05-28 | 西北有色金属研究院 | 一种纯钛的强化方法 |
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2017
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