金屬注射成形制備低成本Ti-6Al-4V及其熱氫處理研究.pdf

1、鈦及鈦合金性能優(yōu)異，但其制備、加工成本高。金屬注射成形工藝(MIM)流程短，能夠直接制取成品或接近成品尺寸的部件，可以大幅度降低鈦合金部件的生產(chǎn)成本；氫處理技術(shù)能夠改善鈦合金組織結(jié)構(gòu)，提高鈦制件使用性能。本文探討了如何以低成本的TiH2粉為原料通過金屬注射成形方法制備Ti-6Al-4V合金，同時(shí)對(duì)注射成形制備的Ti-6Al-4V合金開展了氫處理技術(shù)的研究。
　　 研究了以TiH2粉為原料制備MIM Ti-6Al-4V合金工藝過程

2、。實(shí)驗(yàn)表明，選用本實(shí)驗(yàn)室已研制出的TiH2粉注射成形用新型高效清潔粘接劑體系，裝載量可達(dá)到66％，將原料混合粉末與粘結(jié)劑于160℃下在真空捏合機(jī)中混煉1小時(shí)，制粒后可得到適宜注射的喂料。在模溫為常溫的條件下，注射的最佳工藝參數(shù)為：注射溫度為130℃，注射壓力為75MPa。粘結(jié)劑的脫除采用兩步脫脂法，先將成形坯在正庚烷中浸泡7小時(shí)，可脫除32％左右的粘結(jié)劑，再在高純氬氣氛(99.999％)中熱脫脂，可將剩余的粘結(jié)劑脫除完全。熱脫脂工藝由粘

3、結(jié)劑的熱解行為和TiH2粉末脫氫特性共同決定。理想熱脫脂工藝路線為：
　　 系統(tǒng)的研究了在10-3pa真空度條件下，燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間對(duì)鈦合金制品致密度、顯微組織和力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用TiH2粉為原料通過MIM工藝可獲得全致密燒結(jié)鈦合金制品；隨著燒結(jié)溫度的升高、燒結(jié)時(shí)間的延長，燒結(jié)制品孔隙度減少、密度及力學(xué)性能明顯提高。采用TiH2粉注射成形制備Ti-6Al-4V合金最佳燒結(jié)工藝如下，燒結(jié)氣氛為10-3Pa真空：<

4、br>　　 最佳工藝條件下獲得的燒結(jié)制品相對(duì)密度為99.1％、抗拉強(qiáng)度為587MPa、屈服強(qiáng)度為439MPa、延伸率為4.93％；H含量為0.0049wt％，C、O、N含量分別為0.12wt％、0.21wt％、0.0024wt％。
　　 氫處理工藝能夠顯著細(xì)化鈦合金顯微組織，提高鈦合金力學(xué)性能。MIMTi-6Al-4V合金通過在650℃置氫處理2小時(shí)、850℃高溫固溶處理1小時(shí)、620℃等溫時(shí)效處理10小時(shí)，720℃真空除氫處