[发明专利]粉末烧结合成多孔钛铝金属间化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于多孔钛铝金属间化合物合成领域；具体涉及以钛粉和铝粉或者钛铝合金粉为基体相，以镁粉为造孔剂，利用粉末烧结法合成多孔钛铝金属间化合物。

背景技术

TiAl金属间化合物以其低密度，高比强度，高温力学性能优异，抗蠕变性能强等特性受到广泛关注。TiAl金属间化合物一直用铸造法制备，结晶后枝晶粗大，组织易出现疏松和偏析，导致延伸率低。TiAl金属间化合物虽然在室温下脆性很大，但当其显微组织中晶粒细小，或者在具有较细晶粒的晶界上存在少量β相时，它表现出超塑性，但即使利用此原理进行超塑性加工，变形抗力还是很大，合金加工型仍然不好。。

但是对多孔钛铝金属间化合物的研究现在还比较少。

发明内容

本发明的目的是提供多孔钛铝金属间化合物的制备方法。

本发明中粉末烧结合成多孔钛铝金属间化合物的方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将颗粒度为400目钛粉、颗粒度为100目的铝粉和颗粒度为200目的镁粉混合，镁粉占钛粉、铝粉和镁粉总重量0％～30％，加入无水乙醇，充分搅拌，静置干燥至呈分散状且不粘结成块，得到混粉；

步骤二、将混粉置于模具中加压成形，得到胚体；

步骤三、胚体在真空条件下烧结，烧结步骤是以10～15℃/min的速率升温至950℃，保温30min，再以10～15℃/min的速率升温至1150～1350℃，保温2小时，随炉冷却，制得多孔钛铝金属间化合物。

步骤一所述的钛粉和铝粉的质量比为1.97:1。

步骤二所述压制过程如下：以5～15mm/min的压制速率缓慢加压至260MPa，之后保压1min。

本发明中粉末烧结合成多孔钛铝金属间化合物的方法还可按下述步骤进行的：步骤一、将颗粒度为400目的钛铝合金粉和颗粒度为200目的镁粉混合，加入无水乙醇，充分搅拌，静置干燥至呈分散状且不粘结成块，得到混粉；

步骤二、将混粉置于模具中加压成形，得到胚体；

步骤三、胚体在真空条件下烧结，烧结步骤是以10～15℃/min的速率升温至950℃，保温30min，再以10～15℃/min的速率升温至1150～1350℃，保温2小时，随炉冷却，制得多孔钛铝金属间化合物。所述钛铝合金粉为Ti47.5Al合金粉。所述镁粉占钛铝合金粉和镁粉总重量0％～30％。所述压制过程如下：以5～15mm/min的压制速率缓慢加压至260MPa，之后保压1min。

本发明的多孔钛铝金属间化合物在γ相的基体上还存在第二相α₂相(见图19)；多孔钛铝金属间化合物的密度在1.75～2.65g/cm³之间，孔隙率在26.3％～51.4％之间，屈服应力为1.58～150MPa，压缩强度为1.60～204.03MPa，弹性模量为0.34～6.7GPa。造孔剂含量为10％，Ti47.5Al合金粉为基体相，烧结温度为1350℃下制得的多孔钛铝金属间化合物，密度为2.42g/cm³，孔隙率为32.8％，抗压强度为66.49MPa，弹性模量为3.66GPa，综合性能较好。

附图说明