[发明专利]一种粉末冶金法制备合金的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及组元之间熔点、密度及质量配比均相差较大的合金制备工艺技术领域，尤其是涉及一种粉末冶金法制备合金的工艺。

背景技术

熔炼法是制备合金的常用方法，在常规合金的制备方面发挥着主要作用，但是在实际使用过程中，熔炼法存在着一定的局限性。如果组成合金的组元之间的熔点和密度相差较大且质量配比较为悬殊，则采用熔炼法对上述类型的合金进行熔炼时，就会遇到较大的困难，熔炼过程中低熔点金属的烧损和高熔点金属的偏析将会造成合金组分的不均匀分布，从而降低所制备合金的使用性能。

例如，对于Sn1.5Ti合金而言，其是用于激光陀螺电极上的一种钎焊材料，由于Sn1.5Ti合金中Sn和Ti两种元素的熔点(Ti：1670℃；Sn：231℃)及密度(Ti：4.5g/cm³；Sn：7.3g/cm³)相差很大，Sn1.5Ti合金中Ti的含量仅有1％-2％。采用常规熔炼工艺在制备Sn1.5Ti合金时，出现了较为严重的成分偏析现象，熔炼Sn1.5Ti合金钎料在使用后，激光陀螺电极板上溅射、鼓包的现象严重，焊接强度很低，而且光胶后气密性达不到要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粉末冶金法制备合金的工艺，其设计合理，能有效弥补常规熔炼法制备组元之间熔点、密度及质量配比相差较大的合金时易产生成分偏析的不足，实现合金中各组分的均匀分布，有效保证所制备合金的各种性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种粉末冶金法制备合金的工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、高温合成母合金：依据合金相图确定需合成最终合金的母合金的各组元配比以及合成温度，再按所确定的配比将所述各组元的粉剂均匀混合后，进行冷等静压压制成坯，再将压制成的坯料装入真空炉进行高温合成直至各组元间充分反应完毕；

步骤二、高能球磨细化母合金粉末：用高能球磨机将经高温合成的母合金研磨5～8小时后，制得平均粒度为1～1.5μm的母合金超细粉末；

步骤三、星型混料：根据所述最终合金的成分要求，向所制得的母合金粉末中添加适量的一种或多种金属粉末并混合成混合粉，再使用星型混料机将所述混合粉进行6～8小时的充分混合；

步骤四、冷等静压成型：将充分混合后的混合粉装入方形冷等静压包套进行压强为200±50MPa的冷等静压压制，制得粉末压坯；

步骤五、低温扩散烧结：将制得的粉末压坯置于真空炉中进行扩散烧结，制得成分均匀的合金烧结坯，其烧结温度为高于所述最终合金的基体金属熔点10～120℃的温度，压强为2.8×10^-3Pa～3.3×10^-3Pa，烧结时间为8～20小时；

步骤六、后续处理：将制得合金烧结坯经常规后续加工处理后，制得成品。

步骤四中所述冷等静压压制的压强为200±50MPa。

步骤一中所述的最终合金为锡钛合金，所述母合金为Sn-Ti母合金。

所述Sn-Ti母合金中Sn和Ti的质量比为1∶1；步骤一中所述真空炉的高温合成温度1650℃且保温时间为3小时。