[发明专利]一种粉末冶金制备多孔钛铝合金的方法

摘要

本发明属于多孔金属材料制备领域，涉及一种粉末冶金制备多孔钛铝合金的方法。将不同粒径的纯氢化钛粉和纯铝粉混合均匀，经过模压成型为原坯，在管式炉中进行惰性气体和还原性气氛保护的高温烧结，在此过程中，氢化钛分解的纯钛与铝粉通过Kerkendill效应反应形成多孔钛铝金属间化合物，同时分解产生的氢气形成还原性气氛，钛铝反应可在400℃‑640℃处于氢气氛的还原保护中，防止粉末氧化，降低多孔钛铝合金的氧含量，提高多孔钛铝金属间化合物的力学性能。本方法制备的多孔钛铝金属间化合物的孔隙细小均匀，通过改变氢化钛和铝粉的配比、粉末粒度、压制压力来调控多孔钛铝金属间化合物的孔结构参数，工艺简单，成本低，能耗低。

主权项

一种粉末冶金制备多孔钛铝合金的方法，该方法采用将不同粒径的纯氢化钛粉和纯铝粉混合均匀，经过模压成型为原坯，在管式炉中进行惰性气体和还原性气氛保护的高温烧结，在此过程中，氢化钛分解的纯钛与铝粉通过Kerkendill效应反应形成多孔钛铝金属间化合物，最终得到有传统钛铝合金所具有的双片层结构，γ‑TiAl/α‑Ti3Al片层结构，孔隙更加细小均匀，其特征在于，具体步骤如下：第一步：将纯氢化钛粉与铝粉按照质量分数为TiH2‑30%Al‑TiH2‑50%Al的比例分别称取，混料10‑15h，得到混合均匀的粉末；第二步：将第一步得到的粉末采用模压成型的方式，压制成片状坯，压制压力为100‑600MPa；第三步：将片状坯放入真空气氛管式炉中进行微压烧结，先抽真空3‑6次，以排除炉腔内的氧气，真空度为2‑10Pa；然后通入高纯氩气，纯度高于99.999%，在氩气的保护气氛下进行微压烧结，烧结工艺采用三阶段反应合成工艺烧结，第一阶段：加热至120℃，保温0.5‑1h，第二阶段：以1.5‑3.5℃/min的升温速率加热至600‑640℃，保温2‑4h，第三阶段：继续加热至1300‑1400℃保温2‑4h；烧结完成后随炉冷却，即得到多孔钛铝合金，所述多孔钛铝合金具有传统钛铝合金所具有的双片层结构，即γ‑TiAl/α‑Ti3Al片层结构，其孔隙相对于传统钛铝合金更加细小均匀，平均孔径为2‑12μm，孔隙率为20‑27%，合金的高温压缩屈服强度相对于传统钛铝合金增强了30‑100MPa，含氧量相对于传统钛铝合金降低了20%‑50%。