[发明专利]TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法

权利要求书

1.一种TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，其特征在于，热等静压采用的包套组件包括包套、包套管芯和除气管，其中的除气管由总除气管、五通管和四个分除气管组成，包套由上包套和下包套组成，使用时，所述上包套的下端面与所述下包套的上端面焊接组成包套；所述上包套分为等径段和楔形段；所述等径段的内径与TiAl合金圆环的外径相同，并使二者间隙配合；所述楔形段位于等径段上端板的中心，并且该楔形段的圆周表面与该上包套的中心线之间的夹角为5°～15°，所述楔形段的最小内径与所述TiAl合金圆环的内径相同；所述下包套的内径与TiAl合金圆环的外径相同，并使二者间隙配合；所述包套管芯位于所述包套内，并使该包套管芯的上端装入并焊接在上包套上端面中心的通孔内，使该包套管芯的下端装入并焊接在下包套下端面中心的通孔内；TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法的具体过程是：

步骤1，备料：所述的备料包括制作的TiAl合金圆环和准备的Ti₂AlNb粉末；

所述TiAl合金圆环的内表面采用正公差，精度为0～+0.01mm；该TiAl合金圆环内表面抛光至表面粗糙度小于0.4；

所述准备的Ti₂AlNb合金粉末的量包括Ti₂AlNb粉末等径装填空腔的量X和Ti₂AlNb粉末楔形装填空腔的补缩余量Y；其中X根据TiAl合金圆环的内径和包套管芯的外径来确定，Y根据楔形角α和楔形结构的高度h来确定；其中Y＝4％X；

所述的Ti₂AlNb合金粉末的粒度满足d≤100μm；

所述的Ti₂AlNb粉末等径装填空腔是上包套等径段内的TiAl合金圆环与包套管芯之间形成的Ti₂AlNb粉末的装填空腔；所述Ti₂AlNb粉末楔形装填空腔是该上包套楔形段内形成的空腔；

步骤2，制作包套组件；

步骤3，表面处理；

步骤4，Ti₂AlNb合金粉末与TiAl合金圆环的装配；

步骤5，除气处理：

采用真空泵组对装配后的Ti₂AlNb合金粉末与TiAl合金圆环进行除气处理，使得包套内部的真空度达到1×10^-4Pa；火焰融化四个分除气管，封闭包套，得到粉-固装配件；

步骤6，热等静压扩散连接：

将得到的粉-固装配件放置在热等静压炉中进行热等静压扩散连接处理，具体过程是：将所述热等静压炉以50℃/min的升温速率升温至900～1050℃；通过热等静压炉的压力系统对该热等静压炉的炉腔内施加110～160MPa的压力并保持2～5h；保压结束后，随炉冷却至室温；

步骤7，后处理：

热等静压扩散连接完成后，通过机械加工去除包套组件，并根据需求进行机械加工；至此，完成了Ti₂AlNb合金粉末与TiAl合金圆环的热等静压扩散连接。

2.如权利要求1所述TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，其特征在于，在该五通管下端面均布有四个用于安装分除气管的分通气孔，四个分除气管的下端分别装入并焊接在所述上包套上端面均匀分布的各分通气孔内；各分除气管的上端分别装入并焊接在所述五通管下端面均匀分布的各分通气孔内；总除气管的下端安装在所述五通管上端面中心的总通气孔内。

3.如权利要求2所述TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，其特征在于，所述的五通管为空心圆盘，并使五通管下端面均匀分布的各分通气孔环绕所述总通气孔分布。

4.如权利要求2所述TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，其特征在于，所述楔形段的端面为上包套的上端面；在该上端面中心有用于安装包套管芯的通孔；在该通孔的周边环绕均布有四个分通气孔，并使上包套上端面的各分通气孔分别与位于五通管下端面的各分通气孔同心。

5.如权利要求2所述TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，其特征在于，在该下包套下端面中心有用于安装包套管芯的通孔，并且该通孔的内径与该包套管芯的外径相同。