專利名稱：氫化鈦粉末制備鈦及鈦合金制品工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬粉末制備生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及鈦及鈦合金的生產(chǎn)加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用傳統(tǒng)的熔鑄法生產(chǎn)鈦材如圖1，首先要將海綿鈦及合金熔化后澆鑄成大塊鑄錠， 然后進行開坯、鍛造，再通過軋制、擠壓等方式得到各種鈦材，最后機械加工制得產(chǎn)品。這種 方式工藝路線長，設(shè)備投資大，且鈦的熔煉能耗高，損耗高，開坯軋制成材率低，從而導(dǎo)致生 產(chǎn)成本高。而傳統(tǒng)粉末冶金法生產(chǎn)鈦材如圖2，首先將鈦及合金熔化后霧化制粉，分級、混合 后進行近凈成型壓制，然后真空燒結(jié)。此方法發(fā)揮了粉末冶金方法的優(yōu)勢，縮短了工藝流 程，提高了成材率，降低了能耗，但熔煉霧化制粉過程中粉體收得率仍然是制約生產(chǎn)成本的 瓶頸，且其燒結(jié)后所得到的產(chǎn)品密度不夠高(< 98% )，含氧量高，因而影響產(chǎn)品性能。若 通過熱等靜壓等方式提高其密度，又增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是提供一條從鈦粉到鈦合金制品的低成本高性能的生產(chǎn)工藝 路線，本發(fā)明氫化鈦粉末制備鈦及鈦合金制品方法，其特征在于含有以下工藝步驟(1)將長期存放的海綿鈦進行烘干烘干必須在真空條件下進行，溫度210°C 2000C，時間 lhour,真空度 1 X ICT2Pa 1 X ICT3Pa ；(2)氫化將海綿鈦裝入氫化爐內(nèi)進行氫化加溫通入氫氣前須先抽真空，溫度 200 700°C，時間3hour，爐內(nèi)氫氣壓力> 1個大氣壓，氫氣必須經(jīng)過凈化設(shè)施進行凈化；(3)破碎將氫化鈦粉末裝入球磨機進行機械破碎，破碎后進行分級，破碎過程須 在保護氣氛下進行；(4)近凈成型按產(chǎn)品要求取適合粒度等級的氫化鈦粉與合金粉末混合后進行近 凈成型壓制，壓制參數(shù)依產(chǎn)品對密度等性能的要求而定；(5)真空脫氫燒結(jié)溫度350 1350 °C分段燒結(jié)，時間4 6hour，真空度 1 X ICT2Pa 1 X ICT4Pa ；(7)制品可根據(jù)需要進一步進行加工。步驟⑵中在氫化過程中海綿鈦裝爐后先將氫化爐抽真空，真空度達到 IX ICT2Pa lXl(T4Pa。步驟(4)的混合須在保護氣氛下進行。本發(fā)明采用由海綿鈦氫化制成的氫化鈦粉代替鈦粉制作粉末冶金制品的工藝，首 先將海綿鈦氫化，將脆性的氫化鈦破碎分級后與合金元素混合，然后進行近凈成型壓制，在 真空燒結(jié)的過程中完成脫氫。在使用氫化鈦粉直接成型的過程中，由于脆性的氫化鈦粉的 二次破碎，壓坯密度比使用鈦或鈦合金粉時更高，同時避免了鈦的氧化，在燒結(jié)過程中由于氫化鈦的的分解，燒結(jié)坯的密度會迅速上升(> 99% ).如圖3，所生產(chǎn)的鈦及鈦合金制品 密度達到理論密度的99%以上。本發(fā)明方法工藝過程短，成材率高，成本低，產(chǎn)品的密度高，含氧量低，性能好。


下面結(jié)合附圖以實例進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于 此。圖1傳統(tǒng)的熔鑄法生產(chǎn)鈦材方法路線圖；圖2傳統(tǒng)粉末冶金法生產(chǎn)鈦材方法路線圖；圖3為本發(fā)明的鈦粉到鈦合金制品的生產(chǎn)工藝路線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明結(jié)合CP-Ti制品生產(chǎn)實例對實施方式具體描述實施例1原料根據(jù)產(chǎn)品要求，按照GB/T2524-2002 (修訂版)選用相應(yīng)等級的海綿鈦。長 期存放的海綿鈦需要進行烘干。烘干必須在真空條件下進行以避免氧化。烘干工藝溫度 2000C，時間 lhour，真空度 1 X ICT2Pa ；氫化將海綿鈦裝入氫化爐內(nèi)進行氫化。加溫通入氫氣前須先抽真空，真空度 lX10_2Pa。氫化工藝溫度200°C，時間3hour，爐內(nèi)氫氣壓力> 1個大氣壓。氫氣必須經(jīng)過 凈化設(shè)施進行凈化；破碎將氫化鈦粉末裝入球磨機進行機械破碎。破碎后進行分級，破碎過程須在保 護氣氛下進行；按產(chǎn)品要求取適合粒度等級的氫化鈦粉進行近凈成型壓制。壓制參數(shù)依產(chǎn)品而 定；真空脫氫燒結(jié)燒結(jié)工藝溫度350°C分段燒結(jié)，時間4hour，真空度IX 10_2Pa。制品可根據(jù)需要進一步進行加工。實施例2原料根據(jù)產(chǎn)品要求，按照GB/T2524-2002 (修訂版)選用相應(yīng)等級的海綿鈦。長 期存放的海綿鈦需要進行烘干。烘干必須在真空條件下進行以避免氧化。烘干工藝溫度 210°C，時間 lhour,真空度 1 X ICT3Pa ；氫化將海綿鈦裝入氫化爐內(nèi)進行氫化。加溫通入氫氣前須先抽真空，真空度 lX10_4Pa。氫化工藝溫度700°C，時間3hour，爐內(nèi)氫氣壓力> 1個大氣壓。氫氣必須經(jīng)過 凈化設(shè)施進行凈化；破碎將氫化鈦粉末裝入球磨機進行機械破碎。破碎后進行分級，破碎過程須在保 護氣氛下進行；按產(chǎn)品要求取適合粒度等級的氫化鈦粉進行近凈成型壓制。壓制參數(shù)依產(chǎn)品而 定；真空脫氫燒結(jié)燒結(jié)工藝溫度1350°C分段燒結(jié)，時間6hour，真空度IX 10_4Pa。制品可根據(jù)需要進一步進行加工。
實施例3原料根據(jù)產(chǎn)品要求，按照GB/T2524-2002 (修訂版)選用相應(yīng)等級的海綿鈦。長 期存放的海綿鈦需要進行烘干。烘干必須在真空條件下進行以避免氧化。烘干工藝溫度 2000C，時間 lhour,真空度 1 X ICT2Pa 1 X ICT3Pa ；氫化將海綿鈦裝入氫化爐內(nèi)進行氫化。加溫通入氫氣前須先抽真空，真空度 IX IO-2Pa lXl(T4Pa。氫化工藝溫度200 700°C，時間3hour，爐內(nèi)氫氣壓力> 1個大 氣壓。氫氣必須經(jīng)過凈化設(shè)施進行凈化；破碎將氫化鈦粉末裝入球磨機進行機械破碎。破碎后進行分級，破碎過程須在保 護氣氛下進行；按產(chǎn)品要求取適合粒度等級的氫化鈦粉進行近凈成型壓制。壓制參數(shù)依產(chǎn)品而 定；真空脫氫燒結(jié)燒結(jié)工藝溫度350 1350°C分段燒結(jié)，時間4 6hour，真空度 IX ICT2Pa lXl(T4Pa。制品可根據(jù)需要進一步進行加工。
權(quán)利要求
一種氫化鈦粉末制備鈦及鈦合金制品方法，其特征在于含有以下工藝步驟(1)將長期存放的海綿鈦進行烘干烘干必須在真空條件下進行，溫度210℃～200℃，時間1hour，真空度1×10 2Pa～1×10 3Pa；(2)氫化將海綿鈦裝入氫化爐內(nèi)進行氫化加溫通入氫氣前須先抽真空，溫度200～700℃，時間3hour，爐內(nèi)氫氣壓力＞1個大氣壓，氫氣必須經(jīng)過凈化設(shè)施進行凈化；(3)破碎將氫化鈦粉末裝入球磨機進行機械破碎，破碎后進行分級，破碎過程須在保護氣氛下進行；(4)近凈成型按產(chǎn)品要求取適合粒度等級的氫化鈦粉與合金粉末混合后進行近凈成型壓制，壓制參數(shù)依產(chǎn)品對密度等性能的要求而定；(5)真空脫氫燒結(jié)溫度350～1350℃分段燒結(jié)，時間4～6hour，真空度1×10 2Pa～1×10 4Pa(6)制品可根據(jù)需要進一步進行加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化鈦粉末制備鈦及鈦合金制品方法，其特征為步驟(2) 中在氫化過程中海綿鈦裝爐后先將氫化爐抽真空，真空度達到lX10_2Pa lX10_4Pa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化鈦粉末制備鈦及鈦合金制品方法，其特征為步驟(4) 的混合須在保護氣氛下進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了采用由海綿鈦氫化制成的氫化鈦粉代替鈦粉制作粉末冶金制品的工藝，首先將海綿鈦氫化，將脆性的氫化鈦破碎分級后與合金元素混合，然后進行近凈成型壓制，在真空燒結(jié)的過程中完成脫氫。在使用氫化鈦粉直接成型的過程中，由于脆性的氫化鈦粉的二次破碎，壓坯密度比使用鈦或鈦合金粉時更高，同時避免了鈦的氧化，在燒結(jié)過程中由于氫化鈦的分解，燒結(jié)坯的密度會迅速上升(＞99％)，此方法工藝過程短，成材率高，成本低，產(chǎn)品的密度高，含氧量低，性能好。
文檔編號C01B6/02GK101934373SQ201010274240
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者劉捷, 單鵬, 周林, 尚青亮, 張家敏, 房志剛, 方樹銘, 李曉陽, 李皓, 李紅梅, 田衛(wèi)平, 裴崇, 雷霆 申請人:昆明冶金研究院