[发明专利]一种轻质铌基合金粉末及零部件的制备方法

摘要

本发明首先采用真空熔炼和气流粉碎技术制备髙纯净度中间合金粉末，再在高纯氩气气氛中将细粒径铌粉与中间合金粉末中进行混合，得到合金成分均匀、具有合适松装密度和流动性、并具有较大晶格畸变的混合粉末。然后采用电子束快速成形方法将混合粉末逐层熔化堆积得到轻质铌基合金坯体，最后利用热等静压使轻质铌基合金坯体全致密，从而得到复杂形状的轻质铌基合金零部件。该方法以中间合金粉末和微细铌粉的混合粉末为原料，并且不需要模具，降低了原料成本和制造成本，成形过程准确。成形在真空环境下进行，有效降低了氧含量，克服了粉末冶金铌基合金烧结致密化困难的问题，制备出的铌基合金接近全致密、组织结构均匀、综合力学性能优异。

主权项

一种轻质铌基合金粉末及零部件的制备方法，其特征在于：步骤一、根据轻质铌基合金的成分设计中间合金中合金元素的种类和含量。按照中间合金成分称取TiNb合金、TiAl合金、TiMo合金、Hf块、海绵锆、硼粉和Nb棒；各种原料在真空感应熔炼炉中进行熔炼，得到中间合金铸锭；中间合金铸锭在800～1100℃进行均匀化退火处理，保温1～3小时；接着，将中间合金铸锭车削成碎屑，并将碎屑在高速粉碎机上破碎成细颗粒。细颗粒进一步通过气流粉碎细化，气体压力为3～8MPa，分选轮频率为40～60Hz，得到平均粒径≤30μm的中间合金粉末；步骤二、按照轻质铌基合金的成分称取中间合金粉末与≤20μm细粒径铌粉，并在99.9999%的高纯Ar气氛中进行高能球磨，得到轻质铌基合金混合粉末；步骤三、用AutoCAD软件设计复杂形状轻质铌基合金零件的三维实体模型，并采用切片处理软件将所述的零件的三维实体模型进行分层切片处理，将其转为二维层状结构模型，然后将所得的模型导入电子束快速成形设备；步骤四、在真空环境下，将混合粉末在电子束的轰击下熔化成形；冷却后，用高压气体将孔内剩余粉末吹出，得到轻质铌基合金坯体；步骤五、将轻质铌基合金坯体进行热等静压处理，消除激光快速成形坯中残留的孔隙；热等静压温度为1200～1700℃，热等静压压力为100～200MPa，保温时间为0.5～4小时。