[发明专利]镍钛金属间化合物轴承材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种镍钛金属间化合物轴承材料及其制备方法与应用，属于粉末冶金技术领域。该方法包括以下步骤：将镍钛混合粉末原料制得的坯体于550‑850℃的条件下预烧结0.5‑8h，再于1035‑1065℃的条件下至少烧结1h。镍钛混合粉末原料中镍粉和钛粉的重量比为59:41‑61:39。通过采用先在特定条件下预烧结再在特定条件下复烧的方式，可避免具有大于50wt.％含量的镍元素的镍钛混合粉末原料直接进行烧结导致液相过度生成，使材料整体塌掉的问题，并且，该方法成本较低、操作容易，适于推广应用。由此得到的镍钛金属间化合物具有较高的组织均匀程度、致密性和硬度，适于制备轴承。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体而言，涉及一种镍钛金属间化合物轴承材料及其制备方法与应用。

背景技术

镍钛合金60(60NiTi)是一种镍含量大约为60wt.％和钛含量大约为40wt.％的镍钛金属间化合物，相较于轴承钢(如不锈钢440C)，60NiTi的弹性模量更低(约为不锈钢440C一半)，且具有更高的超弹性(≥5％)，因此，该材料在航空航天领域被视为极具潜力的高性能轴承材料。

目前，60NiTi轴承主要采用铸造法和预合金粉末冶金方法制备。上述铸造法所得的60NiTi材料内部易存在夹杂物，且易出现组织粗大、成分偏析等问题，严重影响其后续机械加工性能和力学性能；预合金粉末冶金方法需要将原料先熔铸成锭，再通过气雾化或等离子雾化等方式雾化成粉，进而再加工成零部件，该方法成本较高，流程复杂，难以推广应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种镍钛金属间化合物轴承材料的制备方法，以解决上述技术问题中的至少一种。

本发明的目的之二包括提供一种由上述制备方法制备而得的镍钛金属间化合物轴承材料。

本发明的目的之三包括提供一种制备材料包括上述镍钛金属间化合物轴承材料的轴承。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种镍钛金属间化合物轴承材料的制备方法，包括以下步骤：将镍钛混合粉末原料制得的坯体于550-850℃的条件下预烧结0.5-8h，再于1035-1065℃的条件下至少烧结1h。其中，镍钛混合粉末原料中镍粉和钛粉的重量比为59:41-61:39。

在可选的实施方式中，将坯体于700-800℃的条件下预烧结2-6h，再于1045-1055℃的条件下至少烧结4h。

在可选的实施方式中，坯体升温至预烧结温度的升温速率不高于10℃/min。

在可选的实施方式中，坯体升温至预烧结温度的升温速率为4-6℃/min。

在可选的实施方式中，预烧结温度升温至烧结温度的升温速率不高于20℃/min。

在可选的实施方式中，预烧结温度升温至烧结温度的升温速率为10-20℃/min。

在可选的实施方式中，坯体的制备方法包括：采用冷等静压方式将镍钛混合粉末原料压制成坯。

在可选的实施方式中，压制压力为150-180MPa。

在可选的实施方式中，镍粉的粒度为26.3-86.2μm，钛粉的粒度为10.6-43.3μm。

在可选的实施方式中，镍粉的纯度≥99.5％，镍粉的纯度≥99％。

在可选的实施方式中，还包括将烧结所得的烧结体进行热等静压处理。

在可选的实施方式中，热等静压处理的温度为1120-1200℃，压力为150-180MPa，时间不低于1h。