[发明专利]一种铝钼钨钛合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，尤其涉及一种铝钼钨钛合金材料及其制备方法。

背景技术

目前在动力、石化、航空及航天等领域，可在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作的金属结构材料主要是钨基、铁基及钴基高温合金，但这些材料均具有较高的密度(一般8.0g/cm³以上)，造成组件及设备的重量大，能源消耗大、使用效率低，甚至会带来一些潜在的不安全因素，例如发动机轮盘及叶片转动过程中由于钨基合金比重高导致内部产生巨大的离心力。因此，必须开发低密度、高比强的新型轻质高温结构材料以适应相关行业领域发展的需要。

钛钨铝作为一种新型合金材料由于具有较高的室温及高温强度、良好的抗氧化性、较低的密度(约6g/cm³)，可替代传统高温结构材料，减轻构件重量，提高效率，降低能源消耗。由于钛是一种高活性金属，在熔炼温度下能和许多元素起化学反应，因此上述合金材料的熔炼铸造必须在真空中或在惰性气氛保护下进行，设备要求及熔化温度高(一般在2000℃以上)，导致材料的制备成本昂贵；另一方面，钛合金铸造性能不好，即使采用各种先进和妥善的铸造工艺，也难避免出现各种铸造缺陷例如缩孔等，从而直接降低合金的力学性能。Al含量较高时易产生偏析，在很大程度上影响合金组织性能的稳定性；为了消除铸造应力和均匀化组织仍需在真空中进行退火处理。另外，铸造后的锭材多需要机械加工，由于合金材料强度和硬度较高，造成后续加工比较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种铝钼钨钛合金材料及其制备方法，以解决上述技术问题的至少一种。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铝钼钨钛合金材料，包括以下重量份的组分：铝6-20重量份、钼1-6重量份、钨85-95重量份、钛95-110重量份，其中，钨的重量份比钛的重量份少1-5重量份。

本发明的有益效果是：发明人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本发明的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合具有显著的承受应力大的技术效果。较好的解决了熔炼铸造工艺能耗高，设备要求高的困难，简化生产工艺，降低材料制造成本。该铝钼钨钛合金材料抗应变能力大，兼具高强度和优良的塑性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，包括以下重量份的组分：铝16重量份、钼4重量份、钨92重量份、钛95重量份。

进一步，所述铝钼钨钛合金材料的致密度为88％-94％。

进一步，所述铝钼钨钛合金材料中的钛、钨、铝和钼分别由钛粉、钨粉、铝粉和钼预合金粉提供。

进一步，所述钼预合金粉中钼含量为25wt.％。

本发明还提供一种铝钼钨钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按配比称取各组分，一起混匀，制得基础配料；

步骤2，将步骤1所得到的基础配料在球磨机内球磨，得到预合金粉末；

步骤3，将步骤2得到的预合金粉末过100目筛，得到细化粉末；

步骤4，将步骤3得到的细化粉末在150MPa-400MPa的条件下，压制成坯料；

步骤5，将步骤4得到的坯料在2000-2400℃的条件下烧结，得到铝钼钨钛合金材料。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种铝钼钨钛合金材料，包括以下重量份的组分：一种铝钼钨钛合金材料，包括以下重量份的组分：铝6-20重量份、钼1-6重量份、钨85-95重量份、钛95-110重量份，其中，钛的重量份比钨的重量份多1-5重量份，其中，钨的重量份比钛的重量份少1-5重量份。所述铝钼钨钛合金材料的致密度为88％-94％。所述铝钼钨钛合金材料中的钛、钨、铝和钼分别由钛粉、钨粉、铝粉和钼预合金粉提供。所述钼预合金粉中钼含量为25wt.％。制备时，包括以下步骤：步骤1，按配比称取各组分，一起混匀，制得基础配料；步骤2，将步骤1所得到的基础配料在球磨机内球磨，得到预合金粉末；步骤3，将步骤2得到的预合金粉末过100目筛，得到细化粉末；步骤4，将步骤3得到的细化粉末在150MPa-400MPa的条件下，压制成坯料；步骤5，将步骤4得到的坯料在2000-2400℃的条件下烧结，得到铝钼钨钛合金材料。

下面通过具体的实施例来进行介绍。

实施例1