[发明专利]无包套制备TiAl合金板材的方法

权利要求书

1.一种无包套制备TiAl合金板材的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、称取原料

按各组元的原子百分比组成为 43%~45%的Al、0%~9%的 Nb、0%~9%的 V、0%~4%的Mo、0%~0.5%的X、余量为 Ti 和不可避免的杂质元素，X为合金化元素B、Si、C或Y中的一种或几种的混合；分别称取海绵钛、高纯铝、铝铌合金、铝钼合金，铝钒合金，铝钇合金，高纯硼粉，碳粉和硅粉作为原料；

（2）、熔炼铸锭：

将原料加入到真空感应凝壳熔炼炉中熔炼，将熔体浇注到预热后的陶瓷铸型中，得到TiAl合金铸锭；

（3）、坯料预处理：

a、将TiAl合金铸锭进行热等静压处理，处理工艺为1250℃~1280℃，150~160MPa，氩气气氛保护，保温4~5h，随炉冷却出炉；

b、对铸锭进行近γ处理，将铸锭置于热处理炉中，1230~1280℃保温24~48h，炉冷，随后将铸锭置于箱式马弗炉中，900~1000℃下保温12~24h，空冷；

c、将退火后的铸锭去除氧化皮，平整表面，加工成标准矩形块，采用电火花线切割在坯料变形前端加工倒角；

d、采用砂纸打磨挤压坯料，粗糙度为Ra 1.6~0.8，随后置于丙酮溶液中超声波清洗5~10min后取出并干燥；

（4）、板材挤压第一阶段

将步骤（3）得到的坯料放入挤压模具中，在TiAl合金α+γ双相区挤压，挤压温度为1250℃~1300℃、挤压压力为50MPa~80MPa、压下速率为0.2~0.4mm/min和真空的条件下进行挤压，保温30~60min后出炉，得到高温挤压第一阶段的TiAl合金坯料；

（5）、板材挤压第二阶段

将步骤（4）得到的高温挤压第一阶段后的TiAl坯料放入添加润滑剂的挤压模具中，在TiAl合金α+γ双相区挤压，挤压温度为1280℃~1330℃、挤压压力为60MPa~80MPa、压下速率为0.1~0.3mm/min和真空的条件下进行挤压，保温30~60min后出炉，得到TiAl合金板材。

2.根据权利要求1所述的无包套制备TiAl合金板材的方法，其特征在于：步骤（2）中，熔炼气氛为真空，真空度为1.0~3.0×10^-3mbar；陶瓷铸型采用Al₂O₃或ZrO₂面层陶瓷型壳，预热温度300℃~600℃。

3.根据权利要求1所述的无包套制备TiAl合金板材的方法，其特征在于：步骤（3）中，步骤a，氩气的质量纯度为99.99%；步骤b，热处理气氛为真空或氩气气氛，真空度为3.0~4.0×10^-3mbar或者氩气的质量纯度为99.99%；步骤c，倒角角度为45°，长度5~10mm。

4.根据权利要求1所述的无包套制备TiAl合金板材的方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的挤压的总变形量为30%~50%，挤压环境为真空，真空度为3.0~4.0×10^-3mbar；挤压模具由高纯石墨制备，含碳量>99.99%，或者由高温合金制备，模具内表面粗糙度Ra 1.6~0.8。

5.根据权利要求1所述的无包套制备TiAl合金板材的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述的挤压的总变形量为30%~40%，挤压环境为真空，真空度为3.0~4.0×10^-3mbar；挤压模具由高温合金制备，模具内表面粗糙度Ra 1.6~0.8，润滑剂为高纯石墨粉，含碳量>99.99%，颗粒度为20~45μm。