[发明专利]一种NiAl合金曲面板材构件合成制备与成形一体化方法

说明书

一种NiAl合金曲面板材构件合成制备与成形一体化方法，它涉及一种金属间化合物曲面板材构件合成制备与成形一体化方法，以解决现有的NiAl合金板坯由于塑性差而难以热成形曲面板材构件的技术问题。该方法的主要步骤是：一、将Ni箔与Al箔交替叠层热压，获得Ni/Al层压复合板；二、将Ni/Al层压复合板进行热气胀成形，获得所需要的形状和尺寸，并在热气胀成形模具中使Ni箔与Al箔反应合成Ni‑Al金属间化合物；三、将成形件从热气胀成形模具中取出置入真空热处理炉进行高温真空热处理使生成的Ni‑Al金属间化合物反应完全生成NiAl合金；四、将热处理后的制件重新置于热气胀成形模具中，在高压气胀作用下进行致密化处理。本发明适用于NiAl合金曲面板材构件的制备与成形。

技术领域

本发明涉及一种金属间化合物曲面板材构件合成制备与成形一体化方法，具体涉及一种NiAl合金曲面板材构件的合成制备与成形一体化方法，属于金属间化合物曲面板材构件的制备与成形技术领域。

背景技术

NiAl合金具有熔点高、低密度、高硬度、抗氧化性优良、高结构稳定性等优点，在航空航天领域可作先进航空发动机涡轮导向叶片、涡轮叶片和火焰筒骨架等重要部件，有望成为替代镍基高温合金的新型高温结构材料。NiAl合金还广泛用作高温合金的抗氧化、抗腐蚀涂层。另外，在制作半导体元件连接薄膜、电接触材料、表面催化、高温形状记忆合金和核工业领域，NiAl合金具有广阔的应用前景。

NiAl合金常见的制备方法包括粉末冶金法、燃烧合成法、机械合金化法等。最新发展起来的箔材叠轧退火法制备NiAl合金，以其先进的合成制备工艺受到了广泛关注。该制备方法是以Ni箔和Al箔为原料，通过轧后退火及热处理工艺使Ni与Al发生原位反应，进而形成Ni-Al金属间化合物。公开号CN 103057203 A的发明申请提出了一种层状NiAl材料及其制备方法，该方法是对Ni箔与Al箔的交替叠层进行两次热压复合，最终得到层状NiAl合金板材。公开号CN 1667144A的发明申请提出了冷轧超薄叠层合金化制备NiAl形状记忆合金薄膜，该方法是对Ni箔与Al箔的交替叠层进行反复冷轧，通过热处理工艺获得成分均匀的合金薄膜。公开号CN 105414219 A发明申请提出了一种金属/金属间化合物层状复合材料的制备方法，该方法是对Ni箔与Al箔的交替叠层进行包套冷轧，之后通过热处理工艺获得Ni/NiAl₃金属间化合物。但是，NiAl合金曲面板材构件的生产方式并没有发生改变，都是先制备NiAl合金板坯，再二次成形曲面板构件，采用方法通常是在1000℃以上进行超塑性成形。NiAl合金板坯制备和成形分开进行存在的问题有：一方面，NiAl合金由于塑性差，轧制条件苛刻，涉及包套的设计(包括包套材料、厚度及几何形状等)及轧制工艺参数的选择(包括轧制温度、轧辊速度等)，使其板坯制备比较困难；另一方面，超塑性成形工艺对成形装备和材料组织要求较高，成形速率较低，成形缺陷较多；此外，板坯制备与成形分开进行，生产工序较多，生产效率较低，能源浪费严重。因此，对NiAl合金板的合成制备与二次成形进行有机结合，实现一体化，以满足实际科研与生产的需要，是当今NiAl合金曲面板材构件热成形研究亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有NiAl合金板坯由于塑性差而难以热成形曲面板材构件的问题，进而提供一种NiAl合金曲面板材构件合成制备与成形一体化方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种NiAl合金曲面板材构件合成制备与成形一体化方法包括以下步骤：

步骤一、原材料厚度比设计：根据NiAl合金中Ni原子和Al原子的原子个数比，计算Ni箔和Al箔的厚度比；

步骤二、表面预处理：将Ni箔和Al箔进行表面清洁处理；