[发明专利]一种高强度Ti-Zr-Ta合金及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种高强度Ti-Zr-Ta合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设计Ti-Zr-Ta合金的组分，根据设计的Ti-Zr-Ta合金组分称取原料Ti、原料Zr和原料Ta，混匀，熔炼，得到合金铸锭；

S2：对所述合金铸锭表面依次进行喷砂处理和酸洗；

S3：将经过表面处理后的合金铸锭置于氢化炉中，在温度为600～900℃、氢气压力为0.1～0.3MPa下进行氢化处理，氢化时间为1～5h；

S4：将氢化处理后的合金铸锭进行物理粗破碎，再球磨成100目以下的粉末；

S5：将球磨后的粉末在真空环境下进行脱氢处理，温度为500～700℃，时间为2～6h，获得Ti-Zr-Ta合金粉末；

S6：将脱氢后的Ti-Zr-Ta合金粉末在温度为1000～1400℃、压力为30～150MPa下进行热压烧结处理或者热等静压烧结处理，烧结时间为1～4h，获得Ti-Zr-Ta合金。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述Ti-Zr-Ta合金的组分为：Ti的摩尔分数为45～75％，Zr的摩尔分数为15～40％，其余为Ta。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述原料Ti、原料Zr和原料Ta的纯度均大于99.5wt％。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述酸洗具体为：

利用浓度为0.1～5％的氢氟酸或者质量比为1:1的HF和HNO₃的混合溶液进行酸洗，时间为2～5分钟。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述物理粗破碎具体为：

利用振动球磨机对氢化处理后的合金铸锭进行物理粗破碎，破碎后的粉体用32目的筛网进行筛分，粗大颗粒返回步骤S3。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述球磨具体为：

将物理粗破碎后的合金放入球磨罐中，按磨球与合金的质量比(2:1)～(10:1)加入磨球，并将球磨罐密封；

在惰性气氛下，以200～250r/min的转速球磨0.5～2h。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磨球为硬质合金球和不锈钢球中的至少一种。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述球磨采用间歇球磨的方式，具体为每球磨5min，暂停5min，再反向球磨5min。

9.一种高强度Ti-Zr-Ta合金，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到。

10.一种高强度Ti-Zr-Ta合金的应用，其特征在于，将权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的Ti-Zr-Ta合金或者权利要求9所述的Ti-Zr-Ta合金用于战斗部的破片、药型罩和壳体结构中。