[发明专利]一种高成型性的不饱和氢化钛粉及其制备方法

说明书

本发明属于本发明属钛合金粉末冶金材料领域，提供了一种高成型性的不饱和氢化钛粉，该不饱和氢化钛粉的相组成为TiH_1.5，α‑Ti和TiH，其中主相TiH_1.5的含量为70wt.％～77wt.％，α‑Ti相的含量为13wt.％～18wt.％，TiH相的含量为10wt.％～15wt.％，该不饱和氢化钛通过海绵钛不饱和吸氢或者通过TiH₂粉不完全脱氢制得。本发明提供的不饱和氢化钛粉具有优异的成型性，生坯成型时不易开裂分层，成型率高，特别适用于制作复杂和大型制件，在后续烧结时具有烧结成品率高及制品力学性能良好的优势。

技术领域

本发明属钛合金粉末冶金材料领域，涉及一种高成型性的不饱和氢化钛粉及其制备方法。

背景技术

对于生产钛及钛合金制品而言，粉末冶金法可以得到成分均匀、液相无法互溶、高熔点、半致密或全致密、近成型等的制品，比传统的铸造及锻造等方法更具优势。但传统的粉末冶金法是以钛粉及合金粉末为原料，得到的钛或钛合金制品的致密度不高且氧含量高，一般需要经过后续的热加工而才能得到具有较高致密度的产品，而后续热加工处理不但会增加生产成本，而且操作步骤繁琐，不利于生产效率的提高。

目前，有文献报道直接采用饱和氢化钛(TiH₂)粉末及合金粉末，通过压制成型，将成型坯体在真空或惰性气体保护气氛下进行高温烧结，可得到致密度较高的钛或钛合金制品，但由于饱和氢化钛的脆性大、硬度高，在压制成型的过程中生坯容易出现开裂和分层现象，成型率低，其较差的成型性使得TiH₂粉末在制作较为复杂和大型制件时的成型率非常低，导致该方法的适用范围受到了极大的限制。同时，在烧结过程中，由于氢的脱除较多，导致体积收缩较大，也极易使钛或钛合金制品产生裂纹，造成烧结的成品率降低。此外，由于需要在烧结过程中将较多量的氢脱除，因而需要增加烧结的时间，而烧结时间增长不但会增加成本，而且会造成合金的组织晶粒变大，导致制品的力学性能变差。

基于上述技术现状，若能研发出具有更好成型性的粉体，以有效避免采用TiH₂粉末及其合金粉末通过粉末冶金法生产钛制品时存在的生坯成型时易出现开裂分层现象、成型率低，烧结成品率低，不适用于复杂和大型制件以及制品力学性能差的问题，对于钛及钛合金制品的粉末冶金生产领域将产生重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高成型性的不饱和氢化钛粉及其制备方法，以提高粉末冶金法制作钛制品时的生坯成型率和烧结成型率，在提高钛制品品质的同时降低生产成本，同时拓展粉末冶金法在复杂和大型钛制品制件领域中的应用。

本发明提供的高成型性的不饱和氢化钛粉，其相组成为TiH_1.5，α-Ti和TiH，其中主相为TiH_1.5。优选地，该高成型性的不饱和氢化钛粉中，主相TiH_1.5的含量为70wt.％～77wt.％。更优选地，该高成型性的不饱和氢化钛粉中，主相TiH_1.5的含量为70wt.％～77wt.％，α-Ti相的含量为13wt.％～18wt.％，TiH相的含量为10wt.％～15wt.％。

上述高成型性的不饱和氢化钛粉的粒径根据实际的应用需求进行确定，通常来说，该不饱和氢化钛粉的粒径不超过120μm。

本发明还提供了上述高成型性的不饱和氢化钛粉的制备方法，所述不饱和氢化钛通过海绵钛不饱和吸氢或者通过TiH₂粉不完全脱氢制得。