[发明专利]采用粉末注射成型制备TC4钛合金零件的方法

说明书

本发明提供了一种采用粉末注射成型制备TC4钛合金零件的方法，包括以下步骤：S1、将TC4钛合金粉末与粘结剂经过混练、制粒得到喂料；S2、将所述喂料注射成型，得到坯料；S3、将所述坯料浸入脱氧蒸馏水或乙醇中进行溶剂脱脂，得到溶剂脱脂坯；S4、将所述溶剂脱脂坯放入烧结炉内，并在其上方扣置罩状体，保持烧结炉内惰性气体流通，在500‑700℃下进行热脱脂得到热脱脂坯；S5关闭惰性气体流通，在一定真空下降温至400‑500℃，保持10‑60分钟；S6、将S5处理后的热脱脂坯进行烧结得到成品。本发明制备TC4钛合金零件的方法，能有效控制烧结段杂质气体残留，提升TC4钛合金制品的力学机械性能。

技术领域

本发明涉及钛合金零件加工技术领域，具体涉及一种采用粉末注射成型制备TC4钛合金零件的方法。

背景技术

TC4属于(α+β)双相钛合金，具有比重轻、耐腐蚀性强、生物相容性好、比强度高及韧性好等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车、医疗等领域有着广泛的应用，但TC4钛合金加工性差，切屑加工困难，成本昂贵。

粉末注射成型技术是一种近净形制造技术，在复杂零件的制造方面，具有精度高、产能高、成本低等特点，适用材料包含金属材料、陶瓷等。因此使用粉末注射成型技术制备高性能钛及钛合金零件具有重大意义。但目前粉末注射成型TC4钛合金制品存在杂质含量高、塑性较差等缺陷，制约了该材料及技术的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用粉末注射成型制备TC4钛合金零件的方法。

具体来说，本发明提供了如下技术方案：

一种采用粉末注射成型制备TC4钛合金零件的方法，其包括以下步骤：

S1、将TC4钛合金粉末与粘结剂经过混练、制粒得到喂料；

S2、将所述喂料注射成型，得到坯料；

S3、将所述坯料浸入脱氧蒸馏水或乙醇中进行溶剂脱脂，得到溶剂脱脂坯；

S4、将所述溶剂脱脂坯放入烧结炉内，并在其上方扣置罩状体，保持烧结炉内惰性气体流通，在500-700℃下进行热脱脂得到热脱脂坯；

S5、关闭惰性气体流通，在一定真空下降温至400-500℃，保持10-60分钟；

S6、将S5处理后的热脱脂坯进行烧结得到成品。

优选的，上述制备方法中，步骤S1中，所述粘结剂为PEG/PMMA体系，优选的，所述TC4钛合金粉末与所述粘结剂的体积比为60-65:35-40。

优选的，上述制备方法中，步骤S1中，所述混练是将所述TC4钛合金粉末与粘结剂置于150-190℃下混练2-5h。

优选的，上述制备方法中，步骤S2中，所述注射成型的条件为：注射温度160-190℃，注射压力1000-2000bar，保压600-1000bar，冷却时间3-6s。

优选的，上述制备方法中，步骤S3中，所述溶剂脱脂的温度为30-70℃，溶剂脱脂的时间为6-12h。

优选的，上述制备方法中，步骤S4中，所述罩状体通过将包含Al₂O₃的原料粉末经造粒、70-200MPa下压制成型、1450-1550℃下烧结制得，优选的，所述原料粉末中Al₂O₃的质量分数不小于92％，更优选的，所述罩状体的材料致密度为80％-90％。

优选的，上述制备方法中，步骤S4中，所述惰性气体的流速为10-40L/min。

优选的，上述制备方法中，步骤S5中，所述一定真空是气压为20-60KPa的真空。