專利名稱：熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是 一種材料的制備方法，具體地說是 一種利用熱壓 燒結(jié)自蔓延反應產(chǎn)物Ti-A卜Sn粉體材料制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法。
二背景技術：
隨著海洋技術、航天工業(yè)的發(fā)展，Ti-Al-Sn合金作為低溫合金的 代表，由于其優(yōu)異的低溫性能引起了人們越來越多的關注。低溫鈦合 金TA7 (Ti-5A1-2. 5Sn)具有HCP晶體結(jié)構(gòu)，其強度隨著溫度的降低而 提高，但塑性變化卻不大。在低溫下仍能保持較好的延展性及軔性， 避免了金屬冷脆性，是低溫容器、貯箱等設備的理想材料。主要應用 于航空發(fā)動機、航天用壓力容器、發(fā)動機殼體等。
目前制備該種合金材料主要是使用水冷銅坩堝真空感應熔煉 (ISM)的方法，但是這種方法存在很大的缺陷，進而嚴重影響了制 備出的合金性能。由于Ti-Al和Ti-Sn之間的熔點相差很大，而真空 熔煉室的真空度都在1. OPa以上，熔煉時加熱的溫度又很高，使得在 熔煉過程中存在合金元素嚴重揮發(fā)損失的現(xiàn)象，從而破壞了合金元素 的化學計量組成，進而對合金的性能產(chǎn)生了顯著的影響。
如何研制一種能保持合金元素化學計量比不變而又不增加成本 的方法成為研究者關注的熱點。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供 一種能保持合金元素化學計量比不變進 而保證其低溫性能的熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備Ti-A1-Sn塊體材料的 方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
以Ti粉、Al粉和Sn粉為初始原料，按照重量比為Ti粉Al粉 Sn粉=17: 2: 1的比例將Ti粉、Al粉和Sn粉混合，以酒精為媒介， 在球磨罐中進行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放 入干燥箱中，在60-7(TC下干燥至少24h;將干燥好的粉末放入鋼制模具中由引燃劑引燃后進行自蔓延反應生成Ti-Al-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Al-Sn粉體裝入石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Al-Sn塊體材料。
本發(fā)明還可以包括
1、 所述的球磨混合的時間為4小時。
2、 所述的熱壓燒結(jié)是在1200 150(TC溫度范圍內(nèi)燒結(jié)lh,施加壓力為30MPa，升溫速率2(TC/min。
本發(fā)明與以前的水冷銅坩堝真空感應熔煉(ISM)相比較，具有耗能低、能夠有效的控制合金元素的蒸發(fā)損失、盡可能保持合金元素的化學計量比，并且提髙了制備材料的效率，是一種新型的TisAl,5Sn制備工藝。
具體實施例方式
下面舉例對本發(fā)明作更詳細的描述
1、 按照合金元素的化學計量比分別稱量適量的Ti粉、Al粉和Sn粉，并將各原料混合；置于裝有乙醇的球磨罐中進行球磨4小時，轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/min;將球磨過的漿料進行放入干燥箱中干燥24h，然后進行研磨、過130目篩。
2、 將準備好的粉體放入鋼制模具中，由鎢絲通入電流引燃進行自蔓延反應得到Ti-A1-Sn合金顆粒；將自蔓延得到的黑色顆粒球磨、過篩得到Ti-Al-Sn粉體材料。
3、 將自蔓延得到粉體材料裝入直徑為①50mm的石墨模具中，放
入真空熱壓燒結(jié)爐中進行熱壓燒結(jié)；所述的熱壓燒結(jié)的溫度范圍1200 1500。C，燒結(jié)時間為lh，施加壓力為30MPa，升溫速率20°C/min，在真空條件下燒結(jié)，得到的燒結(jié)體就是要制備的Ti-Al-Sn合金塊體材料。
權(quán)利要求
1、一種熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備Ti-Aminl.gif-Sn塊體材料的方法，其特征是以Ti粉、Aminl.gif粉和Sn粉為初始原料，按照重量比為Ti粉∶Aminl.gif粉∶Sn粉＝17∶2∶1的比例混合Ti粉、Aminl.gif粉和Sn粉，以酒精為媒介，在球磨罐中進行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放入干燥箱中，在60-70℃下干燥至少24h；將干燥好的粉末放入鋼制模具中進行自蔓延反應生成Ti-Aminl.gif-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Aminl.gif-Sn粉體裝入石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Aminl.gif-Sn塊體材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn 塊體材料的方法，其特征是所述的球磨混合的時間為4小時。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備 Ti-Al-Sn塊體材料的方法，其特征是所述的熱壓燒結(jié)是在1200 ~ 150(TC溫度范圍內(nèi)燒結(jié)lh，施加壓力為30MPa,升溫速率20°C/min。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種熱壓自蔓延反應產(chǎn)物制備Ti-Al-Sn塊體材料的方法。以Ti粉、Al粉和Sn粉為初始原料，以酒精為媒介，在球磨罐中進行充分球磨混合；將混合好的粉末放入干燥箱中然后放入干燥箱中，在60℃下干燥24h；將干燥好的粉末放入鋼制模具中進行自蔓延反應生成Ti-Al-Sn粉體材料；最后將制備出的Ti-Al-Sn粉體裝入石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，制備Ti-Al-Sn塊體材料。采用本發(fā)明的方法制備的塊體材料能夠保持其化學計量比，控制加熱過程中Al和Sn的揮發(fā)，具有穩(wěn)定的性能，是一種降低生產(chǎn)成本、控制反應產(chǎn)物的新型制備工藝。
文檔編號C22C1/04GK101463432SQ20091007123
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者喬英杰, 張曉紅, 王家華 申請人:哈爾濱工程大學