[发明专利]一种钛金属件的粉末冶金模压生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金模压生产工艺技术领域，特别涉及一种钛金属件的粉末冶金模压生产工艺。

背景技术

目前，金属件的成型方式包括冲压成型、裁切成型、拉延成型、铣削成型、钻孔成型、模压成型等方式，其中，模压成型工艺方法对照中国专利201110285178.1复合金属的一体成型方法，其包含：一制备步骤，制备至少二种金属或合金粉末；一成型步骤，利用压制成型方式将其中一种金属或合金粉末压制成一单胚料，再将该单胚料与其他金属或合金粉末压制成一复合金属胚料；及一烧结步骤，将该复合金属胚料烧结形成一复合金属成品。其能简化金属件制成工序，提高金属件的生产效率。

在现有技术中，对钛金属件的加工方式仍然以冲压成型、裁切成型、拉延成型、铣削成型等传统加工方式为主，由于钛金属件的强度大，密度小，硬度大，熔点高，抗腐蚀性很强，因此，一直以来，这些加工方式加工钛金属件都比较困难，特别是形状较为复杂的钛金属件加工起来就非常困难。但是，由于金属钛提炼比较困难，钛在高温下可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合所成型，因此，采用普通金属件的粉末冶金模压生产工艺加工的钛金属件材料变性严重，且生产出来的钛金属件强度很差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种无切削加工工序，加工效率高、精度高、钛金属材料无变性、强度高、可直接制成多孔半致密或全致密材料和制品的钛金属件粉末冶金模压生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种钛金属件的粉末冶金模压生产工艺，包括以下工艺步骤：

S1.配料，将钛金属粉末与粘合剂均匀混合；

S2.压制成型，将混合好的钛金属粉末充填入粉末成型机的压制模具中进行常温下的压制成型，得到特定形状的钛金属件生坯；

S3.烧结成型，将特定形状的钛金属件生坯放入真空烧结炉中的金属钼载体中进行真空烧结成型，烧结温度为1200℃～1350℃，烧结时间为2h～4h，得到高强度的钛金属件；

S4.烧结成型之后，取出钛金属件，将钛金属件进行研磨表面处理。

优选地，所述钛金属粉末的粉末粒度为100～200目，通过海绵钛经过氢化脱氢法工艺生产而成。进一步，所述氢化脱氢法工艺包括以下步骤：

S1.以块状海绵钛为原料，采用渗氢方法制备出氢含量为3.80±0.20wt.%的TiH₂；

S2.采用高能球磨对TiH₂进行破碎，球磨时间为20～30分钟；

S3.将过饱和NaCl水溶液与TiH₂粉均匀混合，过滤、干燥，使NaCl对TiH₂粉末的均匀包覆；

S4.将NaCl包覆的TiH₂粉末在真空炉中进行真空高温脱氢处理，获得NaCl包覆的脱氢钛金属粉末，脱氢温度范围为580℃～680℃；

S5.采用高能球磨对NaCl包覆的脱氢钛金属粉末进行球磨分散，球磨时间为20～30分钟；

S6.对NaCl包覆的脱氢钛金属粉末进行去离子水淋洗，去除NaCl，真空干燥，得到粉末粒度为100～200目的钛金属粉末。

优选地，所述钛金属粉末与粘合剂的重量配比为20：1～28：1，优选为24：1。

优选地，所述压制成型步骤中，压制成型的压力为3～5Mpa/cm²，所述钛金属件生坯的密度为3.5g/cm³以上。

优选地，所述烧结成型步骤中，烧结温度为1250℃～1300℃，烧结时间为2.8～3.2h，烧结炉的真空度为1*10^-3pa～10*10^-3pa。

优选地，所述烧结成型步骤中，所述金属钼载体包括金属钼盒体，所述钛金属件置放于封闭的金属钼盒体中，金属钼盒体之外再安设包围金属钼盒体的钼片加热器。

优选地，所述钛金属件烧结成型之后，充入氩气对钛金属件进行冷却。

优选地，所述钛金属件进行研磨表面处理之后，根据钛金属件的形状及公差要求，进行切削或钻孔或攻牙机械加工处理。