[发明专利]一种钛铝合金靶材的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛铝合金靶材的制备方法，包括混粉步骤、灌装步骤、冷等静压步骤、焊接包套脱气步骤、热等静压步骤、分切步骤、合金化扩散热处理步骤和机加工修整步骤。本发明的制备方法，控制简单，加工成本低，加工效率高。

技术领域

本发明涉及钛铝合金靶材的技术领域，尤其是涉及一种钛铝合金靶材的制备方法。

背景技术

目前，钛铝合金靶材的生产工艺主要有包括熔炼铸造和粉末合金化再烧结。

熔炼工艺制造钛铝靶材时，浇注过程中容易产生气泡、疏松和偏析；钛铝合金热加工困难，铸造缺陷难以去除，致密度难提高，成材率低。同时钛铝合金中的成分与组织的均匀性难以保证，导致钛铝靶材品质的稳定性不能保证。

粉末合金化再烧结，首先混合铝粉、钛粉，加热使其合金化，然后再次制粉，用得到的钛铝合金粉末结合粉末冶金的成型工艺，最终成型。由于钛铝合金相熔点达到1500℃以上，不同的成型工艺，成型温度要求最低1100℃以上，工艺繁琐，流程长，工艺成本高，且耗能高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钛铝合金靶材的制备方法，控制简单，加工成本低，加工效率高。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种钛铝合金靶材的制备方法，包括以下步骤：混粉步骤，选用钛粉和铝粉，将钛粉和铝粉按设定比例称量后混合，形成混合粉末；

灌装步骤，将混合粉末装入冷等静压包套后，对冷等静压包套进行密封；

冷等静压步骤，将密封后的冷等静压包套放入冷等静压设备，对混合粉末进行冷等静压，使混合粉末的压实密度达到60至70％，形成钛铝混粉粉坯；

焊接包套脱气步骤，将钛铝混粉粉坯装入热等静压包套，在热等静压包套焊接抽气管，使抽气管与热等静压包套内部连通，对热等静压包套内进行抽真空，在抽真空后对热等静压包套进行密封；

热等静压步骤，对脱气后的热等静压包套内的钛铝混粉粉坯进行热等静压形成热等静压品；

合金化扩散热处理步骤，将热等静压品的温度设置在400至550℃放置4至8小时，形成钛铝混粉合金扩散品，将钛铝混粉合金扩散品进行水冷，使钛铝混粉合金扩散品冷却至室温；

机加工修整步骤，将冷却后的钛铝混粉合金扩散品进行机加工，对冷却后的钛铝混粉合金扩散品加工至规则性质的机加工成品。

进一步的技术方案中，所述钛粉和所述铝粉的粒度分别设置在10至50μm，钛粉和铝粉的纯度分别设置在99％以上，钛粉和铝粉的氧含量分别低于1000ppm，钛和铝的原子百分比的含量分别设置在25％至75％。。

进一步的技术方案中，在所述混粉步骤中，将所述钛粉和所述铝粉放入球磨机中混合4至16小时，形成所述混合粉末。

进一步的技术方案中，在所述冷等静压步骤中，将所述冷等静压设备中的压力设置在130至180MPa，保持至少300秒后去除压力。

进一步的技术方案中，在所述焊接包套脱气步骤中，对所述热等静压包套进行抽真空，将热等静压包套内的真空度设置在10E-4Pa，使所述钛铝混粉粉坯与热等静压包套之间的间隙小于1mm。

进一步的技术方案中，在所述焊接包套脱气步骤和所述热等静压步骤中，所述热等静压包套选用低碳钢或铝合金制作。

进一步的技术方案中，在所述焊接包套脱气步骤中，对所述热等静压包套内进行抽真空后，对热等静压包套进行焊接密封，以氦气检漏仪进行检漏，使漏气率低于5E-12Pa·m3/s。