[发明专利]一种粉末近熔融态热等静压净成形方法

摘要

本发明公开了一种粉末近熔融态热等静压净成形的方法，其包括如下步骤：根据待热等静压成形零件的材料、性能以及结构要求选择热等静压成形包套材料与控形型芯材料，设计并加工相应模具；装配热等静压成形模具并装入粉末震实后，对热等静压成形模具抽真空并封焊；依据成形粉末的特性确定热等静压工艺，确保粉末在热等静压成形下的近熔融状态，对热等静压成形模具进行热等静压成形处理，去除模具并对非配合面加工获得所需制件。本发明的粉末在热等静压过程中的充填性能大大提高，避免了复杂结构尤其是狭长薄壁结构在传统热等静压成形方法中的低致密度现象，同时近熔融态粉末在高压作用下成形，零件内部不存在孔松缺陷，提高了最终制件的综合性能。

主权项

1.一种基于粉末近熔融态的热等静压净成形方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)根据待热等静压成形零件的形状和尺寸，设计出热等静压成形用模具的三维模型，所述热等静压成形用模具包括包套、控形型芯以及设置在包套和控形型芯之间的粉缸，该粉缸为呈对称设置在所述控形型芯上下端的两个，两所述粉缸通过所述控形型芯相互贯通，且包套和控形型芯之间还设置有定位环；(b)根据热等静压的粉末材料的特性选择制作热等静压成形用模具的材料，并依据设计的三维模型制作出热等静压成形用模具；其中，所述热等静压的粉末为IN718合金粉末或TC4合金粉末；所述包套材料选择高熔点的合金，所述控形型芯和定位环选用高温下变形极小的石墨或者陶瓷；(c)制作出热等静压成形用模具后，将所述控形型芯固定在包套中，往所述包套的粉缸内填充高温近熔融态的粉末，并对该包套施加压力，使粉缸内的粉末在压力的作用下填充零件空隙，然后将其震动摇实；(d)对所述包套进行抽气处理，同时对其进行加热处理，以排除粉末颗粒间的残存气体，待包套中的真空度达到一定程度后进行封焊处理，其中包套达到的真空度范围为10^‑3‑10^‑4Pa，所述加热处理的加热温度范围为400℃‑650℃；(e)采用制定的热等静压工艺对所述包套进行热等静压处理，在处理过程中，粉缸中的近熔融态粉末在压力作用下驱动零件空腔中粉末紧实致密化，热等静压处理时对包套进行加热处理和加压处理，所述加热处理的加热温度为粉末熔点的0.8‑0.9倍之间，以确保粉末处于近熔融态，加压处理的压力范围为80MPa‑120MPa，其中热等静压处理时升温升压时间为3小时，保温保压时间为4小时；(f)待热等静压成形处理完成后，采用机械加工法或化学腐蚀法去除包套及控形型芯，得到热等静压成形零件压坯，去除加工余量部分，并对该热等静压成形零件压坯的外表面进行精加工，获得最终的热等静压成形零件。