[发明专利]一种Ti-N-O合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti-N-O合金材料的制备方法，该合金材料由如下重量百分含量的组分组成：Ti：75-85％；N：5-15％；O：5-15％；

具体步骤如下：

S1，称取粒径为50-100微米的球形纯Ti粉末，平铺在装有圆环形不锈钢网的工装上；

S2,将逐层铺好粉末的工装放入室温条件下的井式气体热处理炉中，然后向炉中分别通入氨气和空气，并升温加热；

S3，待温度升至650-750℃后，对粉末进行氮氧共渗处理，共渗处理后，持续通入氨气和空气，粉末随炉冷却至室温，取出粉末，该粉末为Ti-N-O合金粉末；

S4，将制备的Ti-N-O合金粉末放入圆筒形的石墨模具中，Ti-N-O合金粉末与石墨模具之间用石墨纸隔开，在20MPa的轴向压力下进行预压成型，然后再在1000-1200℃的真空条件下烧结，烧结后获得致密的块体Ti-N-O合金材料，随炉冷却至室温后取出。

2.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的球形纯Ti粉末选用纯度为99.9％的高纯钛粉末为原材料，通过旋转电极的方法在高真空下制备而成，所述圆环形不锈钢网的内径和外径的比值为0.2-0.5，平铺在不锈钢网上的粉末的厚度为1-3毫米，每层粉末的间距为50-100毫米。

3.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：若热处理炉内部空间的体积为1立方米，则通入炉内干燥处理的氨气的气体流量为8-10立方米/小时，净化干燥处理的空气的流量为0.5-2立方米/小时。

4.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的氮氧共渗处理时间为20min-5h。

5.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：在升温、保温和冷却三个过程中全程通入的氨气和空气是经过干燥处理后的氨气和经过净化干燥处理后的空气，保证粉末处于纯净气氛中。

6.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中烧结过程中施加轴向压力为50-80MPa，升温速度≧100℃/min，保温时间≦5min。

7.根据权利要求1所述的合金材料的制备方法，其特征在于：所述烧结后获得致密的块体Ti-N-O合金材料，孔隙率≦1％，且具有高的致密性，密度为4.5g/cm³，具有较高的硬度和强度，其硬度为648HV，压缩强度为1744MPa。