[发明专利]一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺

说明书

本发明公开了一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺，包括以下步骤：S1：将钛粉放进真空干燥箱内进行干燥处理，干燥温度为110‑125℃，干燥时间为25‑35min，制得干燥的钛粉；S2：将干燥的钛粉放进筛板上进行筛分处理，制得均匀的钛粉，颗粒粒径为30‑45μm；S3：将基板放进炉内，以等离子弧作为热源。本发明以钛粉末为原料，在真空或者惰性气体保护环境下经过等离子焊接熔覆技术，使得钛粉末熔覆在铁板或者镍板等金属板上形成钛合金板，等离子弧具有电弧温度高、传热率大、稳定性好，熔深可控性强优点，堆焊层具有结合强度高、组织致密、耐蚀及耐磨性好等优点。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，尤其涉及一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺。

背景技术

钛合金是一种新型的结构材料，具有质量轻、比强度高的特点，钛合金中的Ti6Al4V(TC4)是航空工业的主体材料，但其存在表面容易氧化，硬度小于600HV的特点。随着全球钛及钛合金制备加工技术的不断发展，钛合金越来越多地应用于航空航天、舰船、汽车、生物医疗、化工等行业。在航空方面，钛合金主要用于制作喷气式发动机压气机盘、叶片、喷管、起落架、机身蒙皮及紧固件等。

当前世界上几乎所有的熔炼方法都采用了真空及冷坩埚技术，这是因为钛及钛合金的熔炼由于钛的活性高。熔炼方式可以按照熔化金属时热量来源方式分为外热式熔炼方法和内热式熔炼方法，其中外热式熔炼方法有自耗电极电弧炉、非自耗电极电弧炉、电子束炉、等离子弧炉，而内热式熔炼方法有感应熔炼，存在能耗高，程序复杂，成本高问题，因此我们提出了一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺，用来解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺。

本发明提出的一种利用等离子熔覆技术制备钛合金工艺，包括以下步骤：

S1：将钛粉放进真空干燥箱内进行干燥处理，干燥温度为110-125℃，干燥时间为25-35min，制得干燥的钛粉；

S2：将干燥的钛粉放进筛板上进行筛分处理，制得均匀的钛粉，颗粒粒径为30-45μm；

S3：将基板放进炉内，以等离子弧作为热源，通过焊枪将等离子弧产生的高温将原料钛粉末与基体在真空或者高纯氩气保护环境下，表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、凝固，形成一层高性能的合金层，温度为1800-1900℃，制得钛合金坯料；

S4：将钛合金坯料在温度为150-200℃的条件下保温2-5h，完成退火，然后冷却；

S5：对冷却后的钛合金坯料的性能进行测试，测试合格即可制得钛合金。

优选地，所述S1中，先将钛粉放进烘干盘中，打开真空干燥箱，将烘干盘放进真空干燥箱内，关闭箱门，开始升温，干燥温度为112-122℃，干燥时间为27-33min。

优选地，所述S2中，将干燥后的钛粉放进筛板，启动筛分机，使筛板不断的进行左右晃动，制得均匀的钛粉，颗粒粒径为31-44μm，对筛板上剩余的钛粉进行收集。

优选地，所述S3中，利用焊炬的钨极作为电流的负极和基体作为电流的正极之间产生的等离子体作为热量，在真空或者高纯氩气保护环境下，在并将热量转移至被焊接的基板表面，并向该热能区域送入焊接粉末钛粉，使钛粉熔化后沉积在被焊接基板表面。

优选地，所述S3中，将基板放进炉内，以等离子弧作为热源，等离子弧分为非转移弧、转移弧和联合型电弧三种，三种电弧形式均是钨极接电源负极，通过焊枪将等离子弧产生的高温将原料钛粉末与基体在真空或者高纯氩气保护环境下，表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、凝固，形成一层高性能的合金层，温度为1810-1890℃，制得钛合金坯料。

优选地，所述S4中，将钛合金坯料在温度为160-190℃的条件下保温2.5-4.5h，完成退火，然后冷却。