[发明专利]TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法

说明书

一种TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法，采用结构合理的工装，在Ti₂AlNb粉末填充时，采取4支除气管，使得Ti₂AlNb粉末能够均匀的、密实的分布在TiAl合金圆环的内部，并通过余量填充，直接获得无缺陷的TiAl合金和Ti₂AlNb粉末圆环。本发明结构简单、装配简单、工艺性好，成本较低，可一次成型TiAl系金属间化合物圆环构件。本发明通过热等静压方法，一次完成了Ti₂AlNb粉末的成型及其与TiAl合金和的连接。连接中未添加中间层，避免了由于添加中间层而生成众多新的反应层而导致的连接接头结构复杂、难以控制的缺点。

技术领域

本发明涉及异种金属间化合物扩散连接技术领域。具体是一种TiAl合金圆环和Ti₂AlNb粉末热等静压扩散连接圆环的方法。

背景技术

TiAl系金属间化合物由于具有密度低、比强度、比刚度高、高温抗氧化和蠕变性能优良等特点，被认为是为最具有希望替代传统高温合金的新型轻质结构材料，在汽车涡轮增压器、航空发动机、航天飞行器等领域拥有广泛的应用前景。其中TiAl合金圆环的使用温度可达700～900℃，Ti₂AlNb合金使用温度可达650℃，可分别作为盘缘和盘芯材料。但其室温塑性较低，难加工成型限制了其广泛应用。热等静压扩散连接技术将热等静压处理工艺和扩散连接技术融合为一体，有效地缩短了制造工艺流程，降低生产成本，是近几年来发展迅速的异种金属连接工艺，在制备大型结构件和近净成形方面具有独到的优势。将此工艺用于TiAl系金属间化合物结构件的制备中，可大大提高其利用率，扩展其应用，对未来TiAl系金属间化合物的新方向可做一定的贡献。本发明基于热等静压扩散连接工艺，发明了一种TiAl系金属间化合物圆环粉-固热等静压制备方法，主要涉及Ti₂AlNb粉末和TiAl合金的制备方法。

目前，关于异种合金的连接以及环形件的制备方面，本课题组以及国内外学者也针对不用的材料进行了大量的研究和探讨。

钢研院在公开号为CN 103447759 A发明创造中提出了一种热等静压扩散连接制备双合金整体叶盘的方法。该方法采用FGH91高温合金粉末作为FGH91粉末冶金涡轮盘和精密铸造K4188叶片环连接部位的过渡连接层，降低了异种高温合金整体叶盘热等静压扩散连接的难度，提高了扩散连接接头的质量。热等静压处理过程中，中间填充的粉末所受到的压力均匀性受限，界面很可能出现微孔，影响接头性能。

郎泽宝等人在公告号为CN 105385869 B发明专利中中提出了高铌TiAl系金属间化合物与TC4钛合金复合构建的制备方法。通过电镀、离子镀或电弧沉积的方法将中间层金属附着在高铌TiAl系金属间化合物待焊接表面，然后将高铌TiAl系金属间化合物块料和TC4钛合金预合金粉末装入包套中，抽真空，热等静压扩散连接，获得了具有良好性能的接头。但该发明未涉及圆环、凸台等复杂结构件的制备。

唐斌等人在申请号为201710018940.7的发明创造中通过严格控制扩散连接工艺成功连接了TiAl合金和Ti₂AlNb合金，提出了一种高Nb-TiAl合金和Ti₂AlNb合金扩散连接方法。在申请号为201710961380.9的发明创造中提出了一种高温TiAl合金和Ti₂AlNb合金环形件扩散连接方法。其主要是两种材料之间的简单连接，而对于粉末样品和合金样品之间复杂结构件的连接，未提出有效的连接方法。

发明内容

为解决现有技术不能用于粉-固热等静压扩散连接的不足，本发明提出了一种TiAl系金属间化合物圆环热等静压扩散连接方法。

本发明的具体过程是：

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；