專利名稱：一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法。
背景技術(shù)：
TiAl基合金具有高的彈性模量、低的密度、優(yōu)的比強(qiáng)度、比剛度和在600 900°C 具有較好的抗蠕變性能等特性，作為輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，適用于航空航天、汽車等工業(yè)領(lǐng) 域。但TiAl基合金的室溫塑性和工藝塑性低，給其加工和成型帶來了極大難度，制約了 TiAl基合金在結(jié)構(gòu)材料中廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外研究者先后對TiAl基合金的板材制備技術(shù)進(jìn) 行研究，提出防止合金在高溫變形過程中氧化的形為和保證高的近等溫狀態(tài)等研究方向， 包套變形成為TiAl基合金的研究熱點(diǎn)。很多學(xué)者研究出不同的包套設(shè)計方案，但其工藝流 程復(fù)雜、可操作性差，或僅局限于小樣品的加工，應(yīng)用前景不大。而且粘焊型雙層隔氧包套 的制備技術(shù)，目前還未有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝方法簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)適用、防氧化性能可 靠、可有效保護(hù)TiAl基合金在高溫變形時不被氧化的一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套 制作方法。一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，包括下述步驟第一步包套下料根據(jù)被包覆TiAl基合金方坯的長、寬、高尺寸，選用厚度為1 4mm的鈦板切削出 與TiAl基合金方坯6個相對應(yīng)的面板；第二步粘貼去除TiAl基合金方坯表面雜質(zhì)，在TiAl基合金方坯6個面上均勻涂覆粘接劑，將 第一步得到的面板粘貼于TiAl基合金方坯相應(yīng)的表面；第三步焊接將相鄰兩面板接口焊接成一體，形成一個密封的整體包套；第四步噴涂對包套表面涂覆高溫防氧化涂層。本發(fā)明中，所述TiAl基合金方坯表面粗糙度不高于3. 2。本發(fā)明中，所述粘接劑由下述組分，按重量百分比組成聚酯樹脂60 80;齊聚苯乙烯樹脂5 20 ；二甲苯樹脂4 20;二叔丁基對甲酚0. 1 3 ；滑石粉4 10;TiO 0. 1 10。
本發(fā)明中，所述焊接采用氬弧焊機(jī)。本發(fā)明中，所述高溫防氧化涂層使用溫度為1200 1300°C。本發(fā)明由于采用上述工藝方法，制作的粘焊型雙層隔氧包套，針對TiAl基合金的變形特性，采用先進(jìn)的粘焊型雙層隔氧包套技術(shù)，有效預(yù)防軋制過程中TiAl基合金的高溫 氧化行為，并減緩坯料的溫降，為TiAl基合金的熱變形行營造出近等溫?zé)o氧化氣氛的環(huán) 境。通過上述方法制作出的高溫軋制用粘焊型雙層隔氧包套，可在1300°C以內(nèi)對TiAl基合 金進(jìn)行有效的防護(hù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)工藝簡單，設(shè)備要求簡易，可操作性強(qiáng)，成本低廉，適用范圍廣，可用于大小板材 的高溫防氧化包套制作；2)所采用的粘結(jié)劑成分不會腐蝕TiAl基合金，對其沒有破壞和污染；3)所采用的粘結(jié)劑將包套材料粘于坯料表面起到固定的作用，有利于焊接的操 作；4)所采用的粘結(jié)劑在低溫狀態(tài)排除包套內(nèi)空氣并控制了其包套內(nèi)的高溫氧化形 為，高溫狀態(tài)下粘結(jié)的顆粒起到一定的潤滑作用，有利于包套的協(xié)調(diào)變形；5)包套坯料在熱變形加工后，由于有粘結(jié)隔離層，包套材料與TiAl基合金可輕易 脫離。綜上所述，本發(fā)明的TiAl基合金高溫變形用粘焊型雙層隔氧包套，設(shè)計合理，工 藝簡單，操作簡單可行，成本低，制備出的TiAl基合金粘焊型雙層隔氧包套經(jīng)高溫變形后 表面質(zhì)量完好、變形組織均勻，可有效預(yù)防變形過程中TiAl基合金的高溫氧化行為，并減 緩坯料的溫降，有利于TiAl基合金的熱變形行為，避免其因大的溫降和氧化所引起的開裂 現(xiàn)象，并為其它難變形金屬或金屬間化合物的防熱氧化行為提供技術(shù)參考。


附圖1為本發(fā)明的包套樣品示意圖。附圖2為采用本發(fā)明包套的TiAl基合金軋制后樣品宏觀圖。附圖3為采用本發(fā)明包套的TiAl基合金軋制樣品的顯微組織。圖中1-合金方坯，2-包套，3-焊縫，4一高溫防氧化涂層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 采用粉末冶金方法制出Ti-47Al-2Nb-2Cr_(W、C) (at% )合金坯料，經(jīng)切 削的方法制成方坯，并采用圖1所示的工藝流程進(jìn)行雙層隔氧包套包覆，其中包套材料為 3mm厚的鈦板，粘結(jié)劑的成分為聚酯樹脂80、齊聚苯乙烯樹脂5、二甲苯樹脂6、二叔丁基對 甲酚3、滑石粉5、Ti0 1。經(jīng)1240°C預(yù)熱、不高于0. 7s—1應(yīng)變速率6道次軋制后的樣品如圖 2，制得總變形量為68%、無開裂現(xiàn)象的TiAl基合金板材。實(shí)施例2 采用粉末冶金方法制出Ti-48Al-2Nb-2Cr_(W、C) (at% )合金坯料，經(jīng)切 削的方法制成方坯，并采用圖1所示的工藝流程進(jìn)行雙層隔氧包套包覆，其中包套材料為 1.2mm厚的鈦板，粘結(jié)劑的成分為聚酯樹脂60、齊聚苯乙烯樹脂20、二甲苯樹脂4、二叔丁基 對甲酚0. 1、滑石粉5.9、Ti0 10。經(jīng)1240°C預(yù)熱、不高于0.65s—1應(yīng)變速率6道次軋制后的樣品顯微組織如圖3所示，制得總變形量為65%、無開裂現(xiàn)象的TiAl基合金板材。
實(shí)施例3 采用粉末冶金方法制出Ti-46Al-2Nb-2Cr_(W、C) (at% )合金坯料，經(jīng)切 削的方法制成方坯，并采用圖1所示的工藝流程進(jìn)行雙層隔氧包套包覆，其中包套材料為 2mm厚的鈦板，粘結(jié)劑的成分為聚酯樹脂60、齊聚苯乙烯樹脂8、二甲苯樹脂20、二叔丁基對 甲酚3、滑石粉4、TiO 5。經(jīng)1240°C預(yù)熱、不高于0. 3s—1應(yīng)變速率8道次軋制后，制得總變 形量為80%、無開裂現(xiàn)象的TiAl基合金板材。
權(quán)利要求
一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，包括下述步驟第一步包套下料根據(jù)被包覆TiAl基合金方坯的長、寬、高尺寸，選用厚度為1～4mm的鈦板切削出與TiAl基合金方坯6面相對應(yīng)的面板；第二步粘貼去除TiAl基合金方坯表面雜質(zhì)，在TiAl基合金方坯六個面上均勻涂覆粘接劑，將第一步得到的面板粘貼于TiAl基合金方坯相應(yīng)的表面；第三步焊接將相鄰兩面板接口焊接成一體，形成一個密封的整體包套；第四步噴涂對包套表面涂覆高溫防氧化涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，其特征在于 所述TiAl基合金方坯表面粗糙度不高于3. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，其特征在于 所述粘接劑由下述組分，按重量百分比組成聚酯樹脂60 80 ； 齊聚苯乙烯樹脂5 20; 二甲苯樹脂4 20 ； 二叔丁基對甲酚0. 1 3 ； 滑石粉4 10 ； TiO 0. 1 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，其特征在于 所述焊接采用氬弧焊機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，其特征在于 所述高溫防氧化涂層使用溫度為1200 1300°C。
全文摘要
一種TiAl基合金高溫雙層隔氧包套制作方法，包括下述步驟1、包套下料，根據(jù)被包覆TiAl基合金方坯的長、寬、高尺寸，用鈦板切削出與所述方坯6個相對應(yīng)的面板；2、粘貼，在TiAl基合金方坯6個面上均勻涂覆粘接劑，將所述面板粘貼于TiAl基合金方坯相應(yīng)的表面；3、焊接，將相鄰兩面板接口焊接成一體，形成一個密封的整體包套；4、噴涂。對包套表面涂覆高溫防氧化涂層。本發(fā)明可有效減緩坯料的溫降，去除傳統(tǒng)包套內(nèi)部的含氧氣氛，并隔絕外部空氣中的氧化氣氛與TiAl基合金進(jìn)行接觸，在高溫變形過程中起到雙層隔氧的作用；工藝簡單，操作簡易，可推廣性強(qiáng)；制備出的TiAl基合金粘焊型雙層隔氧包套經(jīng)高溫變形后表面質(zhì)量完好、變形組織均勻，適用于TiAl基合金高溫變形工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B23P15/00GK101817135SQ201010145809
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者劉詠, 盧斌, 張偉, 王輝, 邱從章 申請人:中南大學(xué)