注射成形鈦合金的研究.pdf

1、鈦合金性能優(yōu)良、用途廣泛,但機(jī)加工性能差,金屬粉末注射成形技術(shù)(MIM)成為一種很有前途的鈦合金成形技術(shù).本文探討了如何運(yùn)用注射成形技術(shù)制備性能良好的鈦合金,包括分別以氫化-脫氫(HDH)鈦粉和氫化鈦粉為原料制備MIM Ti-6Al-4V合金兩部分內(nèi)容.通過金相顯微技術(shù)、掃描電鏡分析、能譜分析、X射線衍射分析、熱重分析及差熱分析等現(xiàn)代分析手段開展了大量的實(shí)驗(yàn)工作及理論分析.研究了以HDH鈦粉為原料制備MIM Ti-6Al-4V合金的工藝

2、過程.實(shí)驗(yàn)表明,采用油-石蠟-聚烯烴粘結(jié)劑體系、裝載量選取55﹪,可得到適宜注射的喂料.最佳的注射工藝參數(shù)為:注射溫度為152±2℃,模溫為38℃,注射壓力為系統(tǒng)壓力的65﹪.粘結(jié)劑的脫除采用兩步脫脂法,先用CH<,2>Cl<,2>浸泡成形坯4h可脫除58﹪~60﹪粘結(jié)劑,然后在氬氣氛中于720℃下熱脫脂可以將坯件中粘結(jié)劑脫除完全;熱脫脂的理想脫脂工藝為:2℃/min 200℃(30min)2℃/min400℃(90min)2℃/min

3、600℃(60min)5℃/min720℃(90min)隨爐冷卻.燒結(jié)過程中,在密封性能良好的真空燒結(jié)爐中于10<'-3>Pa、1250℃下燒結(jié)3h可以得到抗拉強(qiáng)度為819MPa、延伸率為7﹪的拉伸樣,其性能已接近國外同等水平,且最終燒結(jié)樣的雜質(zhì)含量保持在較低水平.對以氫化鈦粉為原料制備MIM Ti-6Al-4V合金過程中的脫氫/脫脂理論進(jìn)行了分析,脫氫過程中當(dāng)氫分壓低到10<'-2>pa時(shí),脫氫反應(yīng)可在300℃開始進(jìn)行.分別對粘結(jié)劑和

4、氫化Ti-6Al-4V粉進(jìn)行熱重分析及差熱分析可知,熱脫脂過程中粘結(jié)劑的熱分解溫度范圍在172℃-513℃之間,原料混合粉末的脫氫溫度段在350℃-700℃之間.因此,當(dāng)脫脂在10<'-2>Pa下、于720℃進(jìn)行時(shí),可以同時(shí)將脫脂坯中的氫元素脫除.實(shí)驗(yàn)中由于真空脫脂條件受到限制,選擇了另一條脫脂/脫氫-燒結(jié)途徑,即先將坯件在氬氣氛中于720℃下熱脫脂,然后在10<'-3>Pa真空燒結(jié)爐中脫氫-燒結(jié),得到的產(chǎn)品氫含量0.014wt﹪,在T