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成本；氫處理技術能夠改善鈦合金組織結構，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，同時對注射成形制備的Ti-6Al-4V合金開展了氫處理技術的研究。
　　 研究了以TiH2粉為原料制備MIM Ti-6Al-4V合金工藝過程

2、。實驗表明，選用本實驗室已研制出的TiH2粉注射成形用新型高效清潔粘接劑體系，裝載量可達到66％，將原料混合粉末與粘結劑于160℃下在真空捏合機中混煉1小時，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，可脫除32％左右的粘結劑，再在高純氬氣氛(99.999％)中熱脫脂，可將剩余的粘結劑脫除完全。熱脫脂工藝由粘

3、結劑的熱解行為和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，燒結溫度、燒結時間對鈦合金制品致密度、顯微組織和力學性能的影響。實驗結果表明，使用TiH2粉為原料通過MIM工藝可獲得全致密燒結鈦合金制品；隨著燒結溫度的升高、燒結時間的延長，燒結制品孔隙度減少、密度及力學性能明顯提高。采用TiH2粉注射成形制備Ti-6Al-4V合金最佳燒結工藝如下，燒結氣氛為10-3Pa真空：<

4、br>　　 最佳工藝條件下獲得的燒結制品相對密度為99.1％、抗拉強度為587MPa、屈服強度為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化鈦合金顯微組織，提高鈦合金力學性能。MIMTi-6Al-4V合金通過在650℃置氫處理2小時、850℃高溫固溶處理1小時、620℃等溫時效處理10小時，720℃真空除氫處