[发明专利]钛合金空心节点球及其制备方法

权利要求书

1.钛合金空心节点球，其特征在于，所述钛合金空心节点球以粉末为原料，通过注射成形并烧结后制备而成，所述空心节点球的球直径为Ф40～60mm，球壁厚为2～10mm；球面分布接头连接孔，连接孔直径为Ф4～12mm，连接孔数量为4～18个孔，所述连接孔位于球顶、球底、赤道面和/或南纬45°圆周及北纬45°圆周处，并均匀分布；连接孔轴线均通过球心，连接孔内壁为工作面，为螺纹连接或卡榫连接形式。

2.如权利要求1所述的钛合金空心节点球，其特征在于，

当采用螺纹连接时，为M4-M10内螺纹，螺纹长度为8-12mm；当采用卡榫连接时，连接孔外孔口设容差锥，锥角为10°～20°，连接孔内孔口设置锁紧锥，锥角为15°～45°。

3.如权利要求1所述的钛合金空心节点球，其特征在于，所述原料粉末为Ti-6Al-4V(TC4)合金粉末，是由雾化法制备的球形合金粉末和氢化脱氢(HDH)法制备的不规则粉末组成的均匀混合粉末。

4.如权利要求3所述的钛合金空心节点球，其特征在于，原料粉末的平均粒度D50为10～40μm，，其中HDH原料合金粉末的含量为0～50％。

5.如权利要求1-4任意一项所述的钛合金空心节点球，其特征在于，通过注射成形先制备形状相同的第一和第二两个空心节点半球坯料，每个空心节点半球坯料的结合端面均设有台阶和销孔，脱脂后在两个空心节点半球坯料的结合端面上均匀涂敷焊膏，并将第一空心节点半球坯料的台阶插入第二空心节点半球坯料的销孔，第二空心节点半球坯料的台阶插入所述第一空心节点半球坯料的销孔，使得两个空心节点半球扣合，然后再烧结制备而成。

6.如权利要求5所述的钛合金空心节点球，其特征在于，

焊膏的成分包括Cu-xSn-yTi，其中Sn含量x为18～32wt.％，Ti含量y为5～20wt.％。

7.如权利要求1～6任意一项所述的钛合金空心节点球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备注射成形模具，所述模具的形状与所述空心节点半球形状相匹配；

将原料粉末和粘结剂均匀混炼，再破碎制成粒状喂料；

将粒状喂料装入注射机，调整注射参数，注入所述注射成形模具，制备出第一和第二空心节点半球坯料；

将第一和第二空心节点半球坯料放入催化脱脂炉中脱脂处理；

将脱脂后的两个半球坯料的端面均匀涂敷焊膏，相扣得到完整的空心节点球坯件；

将空心节点球坯件放入烧结炉中进行烧结处理，随炉冷却后即可制得空心节点球制件。

8.如权利要求7所述的钛合金空心节点球的制备方法，其特征在于，混炼制成粒状喂料步骤中，混炼温度为150～190℃，时间为1～2h；

其中，所述粘结剂为催化脱脂型粘结剂，主要成分包括聚甲醛、高密度聚乙烯、聚丙烯、微晶蜡和硬脂酸，其中聚甲醛含量为78～88wt.％，高密度聚乙烯含量为4～7wt.％，聚丙烯含量为4～7wt.％，微晶蜡含量为1～5wt.％，硬脂酸含量为0.5～3wt.％。

9.如权利要求7所述的钛合金空心节点球的制备方法，其特征在于，

其中，注射制备空心节点半球坯件步骤中，注射过程中喂料加热至170～200℃，注射压力为50～100MPa，保压压力40～90MPa，模温60～110℃；

其中，脱脂处理步骤中，脱脂过程为硝酸催化脱脂，脱脂温度为80～125℃，进硝酸量为0.8～1.5g/min，脱脂时间为6～12h。

10.如权利要求7所述的钛合金空心节点球的制备方法，其特征在于，烧结制成空心节点球制件步骤包括：

烧结过程在高纯惰性气体保护下或真空条件下进行，其中所述真空条件的真空度为10^-2～10^-4Pa；具体烧结工艺为：从室温以3～7℃/min升温至450～600℃，保温时间为0.5～2h，进行第一阶段烧结；以3～7℃/min升温至900～1100℃，保温0.5～2h，进行第二阶段烧结；以1～3℃/min升温至烧结温度1200～1350℃，保温时间为1～4h，进行第三阶段烧结。