[发明专利]一种放电等离子烧结及包套热轧制备TiAl合金板材的方法

摘要

一种放电等离子烧结及包套热轧制备TiAl合金板材的方法，涉及一种合金板材的制备方法。本发明的目的是要解决现有TiAl合金板材的制备方法存在化学成分不均匀、组织不一致、板材性能差及制备困难的问题。本发明先对TiAl预合金粉进行放电等离子烧结制备预轧板坯，再进行包套热轧的方法制备TiAl合金板材的方法，放电等离子烧结制备的TiAl合金板坯致密度高、组织细小、成分均匀、性能优异、变形能力良好，利于后续的TiAl合金板材的成形，可在相对较低的温度和较高的应变速率下进行TiAl合金的高温包套轧制，制备的板材晶粒尺寸细小，力学性能优异。本发明适用于制备TiAl合金板材。

主权项

一种放电等离子烧结及包套热轧制备TiAl合金板材的方法，其特征在于一种放电等离子烧结及包套热轧制备TiAl合金板材的方法具体是按以下步骤完成的：一、原材料准备：称取粒径为0.5μm～325μm的名义化学成分为Ti‑(40～50)Al‑(0.1～10)X(at％)的TiAl预合金粉末；步骤一中所述的Ti‑(40～50)Al‑(0.1～10)X(at％)中X为Mo、Cr、Nb、V、Si、Fe、Zr、Mn、B、C、W和Y中的一种或几种的混合；步骤一中所述的名义化学成分为Ti‑(40～50)Al‑(0.1～10)X(at％)的TiAl预合金粉是通过惰性气体雾化技术或等离子旋转电极雾化技术制备的；二、放电等离子烧结：将步骤一称取的TiAl预合金粉末放入石墨模具中，在压力为10MPa～200MPa，温度为900℃～1300℃和真空度为10‑4Pa～10Pa下烧结1min～60min，得到致密度为95％～100％的坯料；三、车削加工：对步骤二得到的致密度为95％～100％的坯料进行车削加工和倒圆角，得到表面光洁度为Ra6～Ra8的板坯；四、板坯包套：将步骤三得到的表面光洁度为Ra6～Ra8的板坯放入包套中，再进行封焊，得到封焊后包有板坯的包套；步骤四中所述的包套为不锈钢包套、纯钛包套或钛合金包套；步骤四中所述的包套的厚度为1mm～20mm；五、高温包套轧制：将步骤四得到的封焊后包有板坯的包套放入加热炉中，再将加热炉从室温升温至1000℃～1280℃，再在温度为1000℃～1280℃下保温0.5h～4h，再将温度为1000℃～1280℃封焊后包有板坯的包套放置在轧机上，在轧制速率为0.01m/s～1.5m/s、道次变形量为5％～30％、轧制总变形量为30％～90％和道次回炉温度为1000℃～1280℃下，保温2min～60min的条件下进行轧制，得到轧件；再将轧件放置在温度为1000℃～1280℃的加热炉内，再关掉加热炉的电源，轧件自然冷至100℃～900℃，再将温度为100℃～900℃轧件从加热炉中取出，自然冷却至室温，得到带有包套的轧制板材；六、去除包套：采用机械加工方法去除步骤五中得到的带有包套的轧制板材中的包套，得到TiAl合金板材。