[发明专利]一种钛合金薄壁框梁结构的粉末热等静压近净成形方法

摘要

一种钛合金薄壁框梁结构的粉末热等静压近净成形方法。该方法包括包套的电铸精确成形、钛合金粉末的制备、粉末装入包套、对包套进行内部抽真空处理、将已抽真空的包套进行热等静压处理、利用化学腐蚀的方法去除包套等步骤。本发明提供的钛合金粉末薄壁框梁结构热等静压近净成形方法是利用热等静压技术对钛合金粉末进行加热和加压，同时使用电铸技术成形外部包套，这样不仅可以大大减少在包套制备过程中的材料浪费，省去复杂繁琐的机加工工序，更为重要的是免去了昂贵的内部芯模的制造和后处理过程中对内部芯模的腐蚀去除。在得到机械性能优异，高致密度零件的同时，可以大大提高零件的生产效率，降低生产成本。

主权项

钛合金薄壁框梁结构的粉末热等静压近净成形方法，其特征在于：所述的钛合金薄壁框梁结构的粉末热等静压近净成形方法包括按顺序进行的下列步骤：1）根据薄壁框梁（1）的形状使用蜡质剂成形电铸的芯模（2），该芯模（2）与薄壁框梁（1）的外形尺寸相同并作为包套主体部分（4）电铸成形的阴极。为保证芯模（2）在电铸溶液中不浮起，在芯模（2）浇铸前应在模具中吊入钢铁之类的重物，芯模（2）成形后，在表面进行导电化处理，并在室温下的清洗剂中浸泡除油。2）使用含硫活性镍作为阳极，处理过的芯模（2）作为阴极，完成包套主体部分（4）的电铸成形过程。使用氨基磺酸盐溶液作为电铸溶液，利用缓冲剂调节溶液的PH值为酸性，温度控制在较低温度，同时利用搅拌减少溶液中的浓差极化。3）电铸完成后，将包裹有电铸层的蜡质芯模（2）整体放入烘箱中加热使芯模（2）熔化去除，再用合适的有机溶剂将残余的蜡质剂清洗干净，得到包裹在外的整体电铸层，即热等静压近净成形所需的包套模具的主体部分（4）。该包套（3）包括电铸成形的主体部分（4）以及带有真空管的上盖板（5）。4）根据薄壁框梁（1）零件材料的需求，利用等离子旋转电极法制备球形钛合金粉末（7），选择100～200目区间的粉末备用。5）将上述制备好的球形钛合金粉末（7）装入已制备好的包套主体部分（4）中，并且通过机械震动的方式使其密实。6）将上盖板（5）放置在包套主体部分（4）的上端口处并封焊好。7）将上述的已经充填粉末的包套（8）放置在加热炉中加热，在高温下利用抽真空设备通过真空管（6）对包套（8）内部进行抽真空处理。8）将上述已经抽真空处理过的包套（8）放入热等静压设备中进行热等静压处理，使钛合金粉末在高温高压下固结成形，形成所需的薄壁框梁（1）零件。9）利用强酸对外部包套（8）进行腐蚀去除，最终得到钛合金薄壁框梁（1）零件。