本發(fā)明涉及高溫合金，尤其涉及一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)是飛機(jī)的“心臟”、先進(jìn)制造業(yè)“皇冠上的明珠”，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造是衡量一個(gè)國家綜合科技水平、彰顯國家工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)力和綜合國力的重要標(biāo)志。我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)相對(duì)落后，還沒有完全脫離仿制模式，現(xiàn)已成為制約軍用、民用航空裝備技術(shù)進(jìn)步的瓶頸，也是整個(gè)航空工業(yè)發(fā)展的短板。從國際國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和國內(nèi)實(shí)踐看，為提高盤件的可靠性和耐久性，未來先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金粉末渦輪盤將主要方向?yàn)樘岣弑P件的綜合力學(xué)性能和純凈度。

2、盤件的力學(xué)性能主要指室溫拉伸、高溫拉伸、沖擊性能、持久性能、蠕變性能和疲勞性能等。盤件的純凈度主要通過超聲波水浸探傷檢測(cè)來衡量。

3、fgh4097是鎳基沉淀強(qiáng)化型粉末冶金高溫合金，合金中γ’相體積分?jǐn)?shù)約為60％，750℃以下長(zhǎng)期使用。與同類鑄或鍛高溫合金相比，該合金具有組織均勻、晶粒細(xì)小，及良好的拉伸和持久強(qiáng)度，以及抗疲勞和蠕變性能，同時(shí)具有的耐蝕和抗高溫氧化性能，是高性能發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、環(huán)形件及其他熱端部件的關(guān)鍵材料。然而，目前制備的fgh4097粉末高溫合金純凈度低，會(huì)降低粉末高溫合金制件的力學(xué)性能，特別是沖擊性能；且粉末粒度較粗，容易造成夾雜物尺寸過大，而夾雜物數(shù)量較多、且尺寸超過100um時(shí)會(huì)降低粉末高溫合金制件的綜合力學(xué)性能和純凈度，導(dǎo)致粉末高溫合金制件的一致性和可靠性變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是目前制備的fgh4097粉末高溫合金純凈度低、綜合力學(xué)性能差。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的制備方法，包括以下步驟：

4、制備粉末高溫合金母合金；

5、基于所述粉末高溫合金母合金，采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法(prep法)制備粉末，所述粉末氧含量不超過0.005％，粉末粒度為50～100um；

6、對(duì)所述粉末進(jìn)行真空脫氣、裝套、封焊、熱等靜壓、熱處理、機(jī)加工以及無損檢測(cè)的工序，得到鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件；所述鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的缺陷等效尺寸不超過

7、進(jìn)一步地，所述真空脫氣工序的真空度控制在1×10-2pa以下，溫度控制在400-480℃。

8、進(jìn)一步地，所述熱等靜壓工序的溫度為(1200±5)℃，壓力≥130mpa，保溫時(shí)間4-5h，然后隨爐冷卻。

9、進(jìn)一步地，所述熱處理工序的制度為(1200±10)℃保溫4h，空冷；(910±10)℃保溫3h，空冷；(750±10)℃保溫8h，空冷；(700±10)℃保溫17h，空冷。

10、進(jìn)一步地，所述無損檢測(cè)的工序?yàn)椴捎贸暡ㄋ絺麢z測(cè)，平底孔的直徑為

11、進(jìn)一步地，所述采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法制備得到的粉末，粒度上限為150目或180目，粒度下限為270目。

12、進(jìn)一步地，每1kg所述粉末中夾雜物數(shù)量不超過10顆。

13、進(jìn)一步地，所述粉末高溫合金母合金由真空感應(yīng)熔煉單聯(lián)工藝制得，或者由真空感應(yīng)熔煉、電渣重熔、真空自耗熔煉組成的三聯(lián)工藝制得。

14、進(jìn)一步地，所述粉末高溫合金母合金為fgh4097母合金。

15、本發(fā)明還提供一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件，由以上所述的制備方法制得。本發(fā)明提供的所述鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的缺陷等效尺寸不超過

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所能達(dá)到的技術(shù)效果包括：

17、本發(fā)明提供的鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的制備方法，對(duì)粉末氧含量、粉末粒度和粉末夾雜物要求高，能夠很好地提高粉末高溫合金制件的力學(xué)性能，提高結(jié)構(gòu)件的一致性和可靠性。

18、本發(fā)明提供的鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件所用的高溫合金粉末品質(zhì)高，氧含量低，雜質(zhì)少，具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)良的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述真空脫氣工序的真空度控制在1×10-2pa以下，溫度控制在400-480℃。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱等靜壓工序的溫度為(1200±5)℃，壓力≥130mpa，保溫時(shí)間4-5h，然后隨爐冷卻。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理工序的制度為(1200±10)℃保溫4h，空冷；(910±10)℃保溫3h，空冷；(750±10)℃保溫8h，空冷；(700±10)℃保溫17h，空冷。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述無損檢測(cè)的工序?yàn)椴捎贸暡ㄋ絺麢z測(cè)，平底孔的直徑為φ0.4mm。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法制備得到的粉末，粒度上限為150目或180目，粒度下限為270目。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，每1kg所述粉末中夾雜物數(shù)量不超過10顆。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粉末高溫合金母合金由真空感應(yīng)熔煉單聯(lián)工藝制得，或者由真空感應(yīng)熔煉、電渣重熔、真空自耗熔煉組成的三聯(lián)工藝制得。

9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粉末高溫合金母合金為fgh4097母合金。

10.一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件，其特征在于，由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件及其制備方法，涉及高溫合金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的制備方法，包括：制備粉末高溫合金母合金；采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法(PREP法)制備粉末，所述粉末氧含量不超過0.005％，粉末粒度為50～100um；對(duì)所述粉末進(jìn)行真空脫氣、裝套、封焊、熱等靜壓、熱處理、機(jī)加工以及無損檢測(cè)的工序，得到鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件；所述鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的缺陷等效尺寸不超過φ0.4mm。本發(fā)明提供的鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件的制備方法，對(duì)粉末氧含量、粉末粒度和粉末夾雜物要求高，能夠很好地提高粉末高溫合金制件的力學(xué)性能，提高結(jié)構(gòu)件的一致性和可靠性。本發(fā)明提供的鎳基粉末高溫合金結(jié)構(gòu)件所用的高溫合金粉末品質(zhì)高，氧含量低，雜質(zhì)少，具有良好的力學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒志歡,韓壽波,杜鵬,范明杰,霍霞,賴鵬,丁存光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市萬澤航空科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23