[发明专利]一种多孔TiNb合金的制备方法

权利要求书

1.一种多孔梯度TiNb合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）制备模具：

所述模具，包括底座、外筒、第一梯度套筒、第二梯度套筒和上座；外筒下端与底座的圆形凸台螺纹连接；底座的圆形凸台的上端面开设有第一环形凹槽和第二环形凹槽；第一梯度套筒的下端插第一环形凹槽内，间隙配合；第二梯度套筒的下端插入第二环形凹槽内，间隙配合；

（2）取平均粒度≤165微米的钛粉备用；取平均粒度≤165微米的铌粉备用；取50--500微米的近立方体形的NaCl化学试剂颗粒作为造孔剂备用；

（3）按Ti：Nb=(65--55):(35.0--45.0)的质量比称取钛和铌粉,在混料器中混合24-48小时，备用；按所属造孔剂在混合物中的质量分数为5--50%的比例称取NaCl，与上述混合的钛和铌粉分别组成不同含量造孔剂的金属-造孔剂混合物，并分别在混料器中混合18-24小时；

（4）将上述充分混合的不同含量造孔剂的混合物从外层到内层依次放入模具的不同套筒中，并将上座置于粉末之上，在100--150MPa的压强下压制成设定形状的坯料备用；

（5）将上述压制坯料浸没在70-80^OC的纯净水中25--30分钟，造孔剂NaCl会逐渐溶解在纯净水中，而后重新换纯净水；重复以上溶解过程15--20次，使造孔剂溶解；

（6）将上述坯料放入真空烧结炉中，以≤10℃/分钟的速度加热至1160--1350℃保温4--8小时随炉冷却至室温完成烧结，得到多孔梯度TiNb合金；真空烧结炉的真空度为0.01Ｐa≤真空度≤1Ｐa。

2.根据权利要求1所述的一种多孔梯度TiNb合金的制备方法，其特征在于：

所烧结的多孔TiNb合金的孔隙度P与造孔剂在金属粉末与造孔剂的混合物中的质量百分数间的经验关系式为P≈0.03+1.35D+0.03D²，孔隙度误差为±4%；

所烧结的多孔TiNb合金的平均孔隙尺寸比造孔剂的平均粒度大30--50微米。

3.根据权利要求1所述的一种多孔梯度TiNb合金的制备方法，其特征在于：孔隙度为9.8--71.3%，孔隙度沿径向呈现出梯度变化，平均孔隙尺寸为80--550微米，具有立方体形状孔隙结构。

4.根据权利要求1所述的一种多孔梯度TiNb合金的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）分别取平均粒度≤75微米的866g商用钛粉和平均粒度≤75微米的466g铌粉，在混料器中混合24小时，备用；取经过筛分的粒度范围为50--150微米的138g造孔剂NaCl颗粒，备用；

（2）取上述混合后的钛和铌粉465g与上述氯化钠颗粒25g在混料器中混合18小时，制成金属粉末与造孔剂的混合物A，松装在内径为89mm的外筒和外径为74mm的第一梯度套筒之间的环形区域中；取上述混合后的钛和铌粉446g与上述氯化钠颗粒44g在混料器中混合18小时，制成金属粉末与造孔剂的混合物B，松装在内径为72mm的第一梯度套筒和外径为52mm的第二梯度套筒之间的环形区域中；取上述混合后的钛和铌粉421g与上述氯化钠颗粒69g在混料器中混合18小时，制成金属粉末与造孔剂的混合物C，松装在内径50mm的第二梯度套筒内；轻轻抽出第一梯度套筒和第二梯度套筒；将上座置于粉末上，在100MPa压强下压制成φ89mm×50mm的坯料；

（3）将上述压制坯料浸没在70^OC的纯净水中30分钟，造孔剂NaCl会逐渐溶解在纯净水中，而后重新换纯净水；重复以上溶解过程15次，使造孔剂溶解；

（4）随后将坯料放入真空烧结炉中以10℃/分钟的速度加热至1160℃保温4小时，冷却得到多孔梯度Ti-35Nb(wt%)合金；真空烧结炉的真空度0.1Ｐa；

平均孔隙尺寸范围为80-200微米, 为近立方体形状形的孔隙结构；孔隙度为沿径向依次呈现9.8%→15.2%→21.9%的梯度分布，孔隙度误差为±4%。