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      一種氫化鈦合金粉末的制備方法

      文檔序號:8213028閱讀:407來源:國知局
      一種氫化鈦合金粉末的制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明是一種氫化鈦合金粉末的制備方法,屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。
      【背景技術(shù)】
      [0002]鈦合金處理具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的鈦合金成型主要采用鑄造及鍛造等手段,鍛造鈦合金性能較高,但難以實現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件近終成型,且材料利用率低,鑄造方法能夠得到近終成型鈦合金構(gòu)件,但該方法難以避免生產(chǎn)鑄造缺陷,性能偏低;粉末冶金方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件近凈成型,而且得到的合金組織晶粒細(xì)小,致密度高,具有很高的力學(xué)性能。然而在國內(nèi),鈦及鈦合金粉末冶金領(lǐng)域由于受到技術(shù)發(fā)展及設(shè)備限制,技術(shù)成熟度較低,目前還處于研宄階段,特別在粉末制備方面,由于傳統(tǒng)的霧化方法需經(jīng)過液態(tài)轉(zhuǎn)變,而鈦合金在液態(tài)下活性高,易于其它材料及氧、氮等氣體發(fā)生反應(yīng),制備難度較大。
      [0003]利用鈦的吸氫脆化原理,通過氫化-脫氫技術(shù)可以制備得到粒度細(xì)小的鈦粉末。該方法通過將鈦塊料置入高溫環(huán)境并通入氫氣,鈦塊在高溫環(huán)境中吸氫實現(xiàn)脆化,然后通過研磨手段將氫化鈦料進(jìn)行破碎細(xì)化,制備得到氫化鈦粉末。
      [0004]該發(fā)明通過氫處理手段實現(xiàn)對鈦合金塊料進(jìn)行吸氫脆化處理,并通過氣流磨研磨方法,制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該方法避免了液態(tài)反應(yīng)的問題,能夠得到極細(xì)的氫化鈦合金粉體,且可以實現(xiàn)批量生產(chǎn),具有重要的應(yīng)用價值和前景。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而設(shè)計提供了一種氫化鈦合金粉末的制備方法,其目的是制備出適合于批量生產(chǎn)氫化鈦合金粉末。
      [0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
      [0007]一種氫化鈦合金粉末的制備方法,其特征在于:該方法步驟如下:
      [0008]I)氫處理:將鈦合金母料裝入氫化爐內(nèi)進(jìn)行氫化處理,首先抽真空至0.1Pa以下,然后加熱并通入氫氣,使?fàn)t內(nèi)氫氣壓力達(dá)到I?lOOOOOPa,加熱到溫度450?850°C,保溫時間3.5?8小時,隨爐冷卻至100°C以下出爐;
      [0009]鈦合金母料在裝爐前經(jīng)過吹砂、酸洗、清洗及烘干工序,以去除表面氧化層或油污;
      [0010]2)粗破碎:將經(jīng)過氫處理后的鈦合金母料在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)破碎,粒度< 5_ ;
      [0011]3)氣流磨:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨,入料口采用密封處理,鈦合金顆粒在氣氛保護(hù)下送入研磨腔中,研磨壓力0.5?0.9MPa,分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000?10000轉(zhuǎn)/分鐘;
      [0012]4)收粉:收集得到氫化鈦合金粉末到氣氛保護(hù)的容器中,出粉口采用密封處理,并與大氣隔咼。
      [0013]本發(fā)明方法不同于傳統(tǒng)對純鈦進(jìn)行氫化-脫氫制備純鈦粉的技術(shù),通過鈦合金塊料在高溫氫氣氛中吸氫脆化,然后通過氣流磨研磨技術(shù),制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該氫化鈦合金粉末不直徑進(jìn)行脫氫處理制備鈦合金粉末,而可將合金中的氫保留在粉體當(dāng)中,可避免在保存及后續(xù)成形過程中粉體受到氧等雜質(zhì)元素污染。該技術(shù)制備氫化鈦合金粉末,過程簡單,成本低廉,粉末粒度細(xì)小,清潔無污染,效率高,適用于氫化鈦合金粉末的批量生產(chǎn)。本發(fā)明主要用于批量生產(chǎn)氫化鈦合金粉末,具有十分重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用市場。
      【具體實施方式】
      [0014]實施例1
      [0015]本實施方式的步驟及工藝流程如下:
      [0016]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過吹砂、酸洗、清洗后,在溫度100°C烘烤2小時。
      [0017]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi),抽真空至0.1Pa,然后加熱并通入氫氣,溫度450°C,時間8小時,爐內(nèi)氫氣壓力lOOOOOPa,隨爐冷卻至50°C出爐;
      [0018]步驟二:將經(jīng)過氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)通過粉碎機(jī)破碎,得到粉體平均粒徑0.5mm ;
      [0019]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨,研磨壓力0.5MPa,分選機(jī)轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分鐘;
      [0020]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
      [0021]對收集得到粉粉體檢測粒度,其平均粒徑為1.01微米。
      [0022]實施例2
      [0023]本實施方式的步驟及工藝流程如下:
      [0024]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過吹砂、酸洗、清洗后,在溫度100°C烘烤2小時。
      [0025]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi),抽真空至0.1Pa,然后加熱并通入氫氣,溫度850°C,時間3.5小時,爐內(nèi)氫氣壓力IPa,隨爐冷卻至100°C出爐;
      [0026]步驟二:將經(jīng)過氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)搗碎,得到粉體平均粒徑5mm ;
      [0027]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨,研磨壓力0.9MPa,分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分鐘;
      [0028]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
      [0029]對收集得到粉粉體檢測粒度,其平均粒徑為85.6微米。
      [0030]實施例3
      [0031]本實施方式的步驟及工藝流程如下:
      [0032]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過吹砂、酸洗、清洗后,在溫度80°C烘烤3小時。
      [0033]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi),抽真空至0.1Pa,然后加熱并通入氫氣,溫度550°C,時間5小時,爐內(nèi)氫氣壓力IPa,隨爐冷卻至80°C出爐;
      [0034]步驟二:將經(jīng)過氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)搗碎,得到粉體平均粒徑5mm ;
      [0035]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨,研磨壓力0.7MPa,分選機(jī)轉(zhuǎn)速7000轉(zhuǎn)/分鐘;
      [0036]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
      [0037]對收集得到粉粉體檢測粒度,其平均粒徑為10.5微米。
      【主權(quán)項】
      1.一種氫化鈦合金粉末的制備方法,其特征在于:該方法步驟如下: 1)氫處理:將鈦合金母料裝入氫化爐內(nèi)進(jìn)行氫化處理,首先抽真空至0.1Pa以下,然后加熱并通入氫氣,使?fàn)t內(nèi)氫氣壓力達(dá)到I?lOOOOOPa,加熱到溫度450?850°C,保溫時間.3.5?8小時,隨爐冷卻至100°C以下出爐; 鈦合金母料在裝爐前經(jīng)過吹砂、酸洗、清洗及烘干工序,以去除表面氧化層或油污; 2)粗破碎:將經(jīng)過氫處理后的鈦合金母料在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)破碎,粒度<5_ ; 3)氣流磨:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨,入料口采用密封處理,鈦合金顆粒在氣氛保護(hù)下送入研磨腔中,研磨壓力0.5?0.9MPa,分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000?10000轉(zhuǎn)/分鐘; 4)收粉:收集得到氫化鈦合金粉末到氣氛保護(hù)的容器中,出粉口采用密封處理,并與大氣隔離。
      【專利摘要】本發(fā)明是一種氫化鈦合金粉末的制備方法,該方法首先將鈦合金母料進(jìn)行氫化處理,使其吸氫發(fā)生脆化,然后粗破碎,再進(jìn)行流化床氣流磨研磨,從而制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該發(fā)明過程簡單,成本低廉,粉末粒度細(xì)小,清潔無污染,效率高,適用于氫化鈦合金粉末的批量生產(chǎn)。
      【IPC分類】B22F9-04
      【公開號】CN104525956
      【申請?zhí)枴緾N201410782257
      【發(fā)明人】朱郎平, 李建崇, 南海, 黃東, 趙嘉琪
      【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院
      【公開日】2015年4月22日
      【申請日】2014年12月16日
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