[发明专利]γ－TiAl/Ag复合粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料技术领域的制备方法，具体是一种γ-TiAl/Ag复合粉体的制备方法。

背景技术

金属间化合物γ-TiAl具有优良的高温综合性能，在一定温度范围内包括屈服强度和弹性模量在内的力学性能都较为优秀。并且其密度较低、比强度较高，是一种耐热性能接近高温合金的轻质合金，被认为是一种适合于汽车、航空和航天领域的优质材料。然而，γ-TiAl在700℃以上的空气中长期暴露会在表面生成Al/Ti的混合氧化皮，该氧化皮疏松、易剥落，无助于提升基体的抗氧化性能。

经对现有技术的文献检索发现，Shemet等在Oxidation of metals(金属的氧化，2000年，54卷)发表的“The formation of protective alumina-basedscales during high-temperature air oxidation ofγ-TiAl(γ-TiAl表面高温氧化获得保护性Al₂O₃基氧化皮)”一文中研究了一系列含Ag的γ-TiAl基合金的抗氧化性能，具体方法为：采用感应熔炼法制备了含有47-50 at.％Al和0-5at.％Ag的一系列γ-TiAl基合金并研究了其800℃空气中的抗氧化性能，发现当合金中的Al含量大于Ti并且Ag的摩尔百分比在2-5％范围内时，Ti-Al-Ag三元合金在800℃空气中暴露将会在表面生成一层致密α-Al₂O₃薄膜，有效阻止基体的进一步氧化。其不足之处在于：工艺步骤复杂，生产成本高，且所获材料难以使用工业化的、高效的沉积方法转换成抗氧化的涂层。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种γ-TiAl/Ag复合粉体的制备方法，即通过球磨工艺制备γ-TiAl/Ag复合粉体的方法。本发明球磨法设备和工艺简单，生产成本低廉，能制备出1000纳米左右粒径的粉体，易于烧结及制造热喷涂适用的球形粉体。

本发明是通过以下技术方案实现的，具体为：将γ-TiAl粉和Ag粉为两种粉体原料混合，对混合粉料进行湿法机械球磨，干燥，过筛获得混合均匀的微细粉体，即γ-TiAl/Ag复合粉体。

所述的将γ-TiAl粉和Ag粉为两种粉体原料混合，Ag的摩尔数占Ti、Al、Ag总摩尔数的2-5％。γ-TiAl粉和Ag粉为市售γ-TiAl粉和Ag粉。

所述湿法机械球磨，是指：以化学纯乙醇或丙酮为介质，将混合粉料用化学纯乙醇或丙酮稀释至糊状充满球磨罐，使得罐内没有空间容纳空气，或者将剩余空间充入Ar气保护。按照大中小三种规格置入磨球进行湿法球磨，整体球料质量比为3-5∶1-2。

所述湿法机械球磨中，磨球分大中小三种，质量比分别为3-5∶2-3∶5-2。

所述湿法机械球磨中，三种磨球直径分别为8-15mm、5-8mm以及2-5mm。

所述湿法机械球磨中，球磨时间为12-24小时。

所述湿法机械球磨中，球磨频率≥35HZ。

所述干燥，其温度为≤200℃。

所述过筛，是指过≥300目筛。

所述γ-TiAl粉体，其中Al的原子百分比为51-55％。

所述γ-TiAl粉体，其纯度大于2N5，粒径≤100μm。

所述Ag粉体，其纯度大于2N5，粒径≤75μm。

与现有技术相比，本发明通过球磨工艺，以γ-TiAl和Al粉为原料，以机械合金化为原理制备性能均匀的微细γ-TiAl/Ag复合粉体。这类粉体适合作为粉末冶金制备抗氧化的Ti-Al-Ag体材料，同时也适合喷雾干燥法制备热喷涂用的规则形状的颗粒，以获得抗氧化的Ti-Al-Ag涂层。其制备工艺简单，设备投入小，原料容易获得，成本低，粉体颗粒微细，磨后γ-TiAl颗粒粒径可达1000纳米左右，所以最终制品性能均匀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

原料：γ-TiAl粉纯度99.5％，70-100μm，Ag纯度99.5％，50-75微米。将两种粉体混合使得Ag的摩尔数占Al、Ti、Ag三种元素的总摩尔数的2％，以化学纯乙醇为介质湿法球磨，频率为35HZ，球料比3∶2，机械球磨12小时，100℃干燥，振动分样筛300目过筛。