[发明专利]一种高温合金微型烧结件多能场烧结装置与方法

权利要求书

1.一种高温合金微型烧结件多能场烧结装置，其特征在于，包括冲模组件、绝缘组件、内部绝缘烧结模、固定模、温度控制系统、导电压头组件和振动装置；冲模组件用于对高温合金粉末加压和传导电流；内部绝缘烧结模用于盛装高温粉末原料；固定模用于固定内部烧结模；温度控制系统用于控制加工高温合金烧结件时的温度；导电压头组件用于提供加工高温合金烧结件时的压力；振动装置用于提供加工高温合金烧结件时的振动；

冲模组件包括第一冲模和第二冲模；

内部烧结模包括第一烧结半模和第二烧结半模；

绝缘组件包括第一半绝缘架和第二半绝缘架；

导电压头组件包括第一导电压头和第二导电压头；

其中，绝缘组件设置于冲模组件和内部烧结模之间；

第一烧结半模和第二烧结半模的外壁沿烧结装置的中轴线方向从上到下依次为圆锥面、球形曲面和圆柱面；在绝缘组件内壁表面与粉末原料接触的位置设置阵列微结构。

2.根据权利要求1所述的多能场烧结装置，其特征在于，第一冲模和第二冲模的长度设置为使粉末原料位于第一烧结半模和第二烧结半模的球形曲面和圆柱面的交接区域。

3.根据权利要求1所述的多能场烧结装置，其特征在于，内部烧结模、固定模和绝缘组件上分别设置有第一通孔、第二通孔和第三通孔。

4.根据权利要求1所述的多能场烧结装置，其特征在于，还包括真空系统和压力控制系统。

5.一种高温合金微型烧结件多能场烧结的方法，使用权利要求1-4任一项所述的高温合金微型烧结件多能场烧结装置，其特征在于，具体步骤包括：安装好烧结装置后，将粉末原料灌装入烧结装置内，使用冲模组件进行初压实；对烧结装置进行真空处理；

烧结，包括第二相粒子析出促进阶段、再结晶形核促进阶段、再结晶晶粒均匀生长阶段、芯部韧化阶段和烧结件面硬化阶段。

6.根据权利要求5所述的多能场烧结的方法，其特征在于，所述第二相粒子析出阶段，对粉末原料沿烧结装置轴向施加压力并保持在50～60MPa；以100～150℃/min的速率升温，直到850～950℃，保温15～20s。

7.根据权利要求6所述的多能场烧结的方法，其特征在于，所述再结晶形核促进阶段，结束第二相粒子析出阶段后接入振动，振动频率在15～20kHz，振幅范围在1.5～2μm，同时，导电压头组件对粉末原料沿烧结装置轴向施加压力并保持在70～80Mpa，温度为880～980℃，保温10～20s。

8.根据权利要求7所述的多能场烧结的方法，其特征在于，所述再结晶晶粒均匀生长阶段，结束再结晶形核促进阶段后增大电流强度，以200～250℃/min的升温速率，达到1050～1100℃，降低振动频率至10～15kHz，保温20～30s，同时对粉末原料沿烧结装置轴向施加压力并保持在60～70MPa。

9.根据权利要求8所述的多能场烧结的方法，其特征在于，所述芯部韧化阶段，结束再结晶晶粒均匀生长阶段后关闭振动源，保持轴向压力在70～80MPa，以10～30℃/min的速度卸载电流，使内部组织降温，降温至500～600℃。

10.根据权利要求9所述的多能场烧结的方法，其特征在于，所述烧结件面硬化阶段，结束芯部韧化阶段后以80～100℃/min的速率卸载电流，使烧结装置降至室温。