[发明专利]一种服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法

权利要求书

1.一种服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，压制TiAl-(Nb,Ta)合金电极：

按照TiAl-(Nb，Ta)合金的成分进行配料，在混料机中混合均匀后在油压机中压制，得到TiAl-(Nb,Ta)合金电极；

所述TiAl-(Nb，Ta)合金的成分为40～60wt％的Ti、30～32wt％的Al、5.5～7.5wt％的Nb和4.4～8.7wt％的Ta；

步骤2，制备TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭；

将得到的所述TiAl-(Nb,Ta)合金电极置于真空电弧熔炼炉中进行熔炼；所述熔炼过程为三次，并采用电磁搅拌，具体是：

第一次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3×10^-3Pa～3×10^-2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为30～55mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；

第二次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3×10^-3Pa～3×10^-2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为35～60mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；

第三次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3×10^-3Pa～3×10^-2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为40～65mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；

得到TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭；

步骤3，制备TiAl-(Nb,Ta)合金棒坯料

对得到的TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭进行均匀化退火；

将所述TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭置于热处理炉内；将该热处理炉升温至1200℃～1420℃，并保温1h～30h；保温结束后，随炉冷却；得到经过均匀化退火的TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭；

切除经过退火的TiAl-(Nb,Ta)合金铸锭冒口；通过线切割获得TiAl-(Nb,Ta)合金棒坯料；

步骤4，精车加工TiAl-(Nb,Ta)合金棒坯料；

步骤5，SS-PREP制粉气氛的准备：

将得到的所述TiAl-(Nb,Ta)合金棒坯料置于反应炉中；对反应室抽真空至10^-3Pa～10^-1Pa；向该反应室充入氦氩混合气，使其压力为0.01MPa～2MPa，获得制粉过程所需的雾化室内环境气氛；

步骤6，制备TiAl-(Nb,Ta)合金粉末：

用等离子体对TiAl-(Nb,Ta)合金棒坯料端部进行加热；使TiAl-(Nb,Ta)合金棒端部均匀熔化，雾化液滴在离心力作用下从TiAl-(Nb,Ta)合金棒端部被甩出，形成细小液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入反应室底部收集器中，获得全粒度TiAl-(Nb,Ta)合金粉末；

用等离子体对TiAl-(Nb,Ta)合金棒端部进行加热，使TiAl-(Nb,Ta)合金棒端部均匀熔化，雾化液滴在离心力作用下从TiAl-(Nb,Ta)合金棒端部被甩出，形成细小液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入反应室底部收集器中，获得全粒度TiAl-(Nb,Ta)合金粉末；

步骤7，TiAl-(Nb,Ta)合金粉末的后处理：

所述对得到的TiAl-(Nb,Ta)合金粉末后处理时在惰性气体保护环境下进行筛分、整形和混合；

所述筛分是通过使用孔径与需求粉末规格相一致的方孔编织筛对得到的全粒度TiAl-(Nb,Ta)合金粉末进行粒度筛选，获得粒径适合于相应粉末冶金成型工艺的金属粉末，其中筛分过程需启动超声波发生器，以提高筛分效果，下粉速率小于5kg/min；

所述整形是将筛分后的粉末先后通过2个孔径尺寸不小于需求粉末规格上限的圆孔板筛对金属粉末进行处理，以去掉异形粉，得到球形度优选的TiAl-(Nb,Ta)合金粉末，其中单次处理粉末添加量不超过3kg，振动处理不少于5min；

所述混合是将整形后的粉末装入混合机进行混合处理，以使粗细不同的分布均匀分布，其中单次添加量不超过200kg，混合处理不少于2h；

得到服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末；

所述服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的空心粉率＜0.1％，球形度＞95％，振实密度＞2.7g/cm³，霍尔流速≤27s/50g，氧含量≤800ppm，平均粒径为50μm～150μm。