[发明专利]一种钛钢复合零件的制备方法

说明书

本发明涉及制造技术领域，且公开了一种钛钢复合零件的制备方法，将平均粒度分别为45.74、35.12和23.46μm的钛粉按重量比为70:20:10混合均匀，然后置于抽真空并充有惰性气体保护的容器中，在高温下进行加热一定时间，然后在190～195℃下，间隔七分钟分两次将钛粉加入粘结剂颗粒中，待粉末全部加入后，降温至175～180℃混炼1小时，冷却后得到喂料。该钛钢复合零件的制备方法，通过该钛钢复合零件的制备方法，采用多种粒度钛粉进行优化配比并充分混合均匀，再经高真空烧结，得到高尺寸精度、组织结构均匀、高性能的钛钢零件，具有极佳的抗应力和静拉力性能，并克服了原钛合金耐磨性及高温性能差等缺点。

技术领域

本发明涉及制造技术领域，具体为一种钛钢复合零件的制备方法。

背景技术

钛具有密度小，比强度高，耐热性强以及良好的生物相容性，其密度为4.51g/cm3，相当于钢的57％，被广泛应用于医学、体育、石油化工、航空航天、冶金轻工等领域。但钛属于活性金属，在较高温度下极容易氧化和与其他物质反应而生成化合物，从而严重影响其加工及性能。

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02％至2.11％之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。

钛钢复合材料具有极佳的抗应力和静拉力性能，并克服了原钛合金耐磨性及高温性能差等缺点，而目前采用传统加工方法制备钛钢复合零件，成本极其昂贵。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钛钢复合零件的制备方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛钢复合零件的制备方法，将平均粒度分别为45.74、35.12和23.46μm的钛粉按重量比为70:20:10混合均匀，然后置于抽真空并充有惰性气体保护的容器中，在高温下进行加热一定时间，然后在190～195℃下，间隔七分钟分两次将钛粉加入粘结剂颗粒中，待粉末全部加入后，降温至175～180℃混炼1小时，冷却后得到喂料；然后在注射压力70～80MPa，保压压力80～85MPa，注射速度55～65mm/S，冷却时间12S，注射成钛零件生坯，再通入钢水，进行震荡，再将钛零件生坯在升温速率6℃/min，温度1300～1400℃，时间75min，真空度1x10^-3Pa，烧结得到钛零件。

优选的，所述抽真空的真空度为5-10²Pa,所述惰性气体的气压为0.04-0.09MPa,优选氩气或氖气。

优选的，所述研磨为球磨、振动或搅拌，优选机械球磨、机械振动或机械搅拌,更优选球磨频率为15-40Hz,球磨时间为4-10小时。

优选的，所述钢水为进行预处理后的钢水，所述预处理包括以下步骤：

S1.获取钢胚；

S2.将钢胚原料进行清洗，除去表面的各种杂质，然后将钢胚原料放入中频感应加热炉中进行加热，同时对中频感应加热炉内部通入保护气体，防止钢胚原料在加热中被氧化，将钢胚原料加热至至800℃左右，然后停止加热对钢胚原料进行保温并持续30min左右，保温结束后，将钢胚再次加热至1100℃左右，加入以下重量份数配比的原料：Cr痕量至4.5％、Mo痕量至2.0％、Ni痕量至4.5％、V痕量至0.5％、Cu痕量至4％、Al痕量至0.060％、Ca痕量至0.050％、B痕量至0.01％、Te痕量至0.020％、Se痕量至0.040％、Pb痕量至0.070％和Nb痕量至0.050％，得到复合钢胚体；