[发明专利]一种放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金

说明书

为了改善钛合金的硬度、耐磨性，设计了一种放电等离子烧结制备的Ti‑13Nb‑13Zr合金。采用Ti，Nb和Zr粉末为原料，所制得的放电等离子烧结制备的Ti‑13Nb‑13Zr合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中，用放电等离子烧结制备的Ti‑13Nb‑13Zr合金在腐蚀热力学方面上具有较低的开路电位，腐蚀动力学上具有较低的极化电流密度和较高的线性极化电阻，具有良好的耐腐蚀性能。随烧结温度升高，合金的耐腐蚀性能增强。随烧结温度升高，β相稳定元素在Ti‑13Nb‑13Zr合金的基体中分布更均匀。合金具有良好的抗腐蚀性能。本发明能够为制备高性能的Ti‑13Nb‑13Zr合金提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，尤其涉及一种放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金。

背景技术

合金是宏观均匀，含有金属元素的多元化学物质，一般具有金属特性.任何元素均可采用作合金元素，但大量加入的仍是金属.组成合金的最基本的、独立的物质称组元，或简称为元。由两个组元组成的合金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，由三个以上组元组成的合金称为多元合金。

合金中组成相的结构和性质对合金的性能起决定性的作用.同时，合金组织的变化即合金中相的相对数量、各相的晶粒大小，形状和分布的变化，对合金的性能也发生很大的影响.因此，利用各种元素的结合以形成各种不同的合金相，再经过合适的处理可能满足各种不同的性能要求。

发明内容

本发明的目的是为了改善钛合金的硬度、耐磨性，设计了一种放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金的制备原料包括：纯度为99.9%、粒径小于25μm的Ti，Nb和Zr粉末。

放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为直径15mm的硬质合金球，球磨机转速为90r/min，己烷加量为280mL/kg，球料比为6:1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，随后放入放电等离子烧结炉中进行烧结，烧结温度为1130℃，保温时间为90min。

放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金的检测步骤为：氧化物类型采用VG250型光电子能谱仪分析，电化学测试采用CHI660D电化学工作站。

所述的放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金，在Hank’s人工模拟体液中，与TA1和TC4合金相比，采用放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金在腐蚀热力学方面上具有较低的开路电位，腐蚀动力学上具有较低的极化电流密度和较高的线性极化电阻，具有良好的耐腐蚀性能。随烧结温度升高，合金的耐腐蚀性能增强。

所述的放电等离子烧结制备的Ti-13Nb-13Zr合金，随烧结温度升高，β相稳定元素在Ti-13Nb-13Zr合金的基体中分布更均匀。在Hank’s人工模拟体液中，Ti-13Nb-13Zr合金表面易形成均匀、稳定且保护性强的钝化膜，由TiO2，Nb2O5和ZrO2组成，因而合金具有良好的抗腐蚀性能。

本发明的有益效果是：