[发明专利]一种TiAl合金板材“热-电”耦合无包套制备方法

摘要

本发明涉及合金材料的制备领域，具体涉及一种TiAl合金板材“热‑电”耦合无包套制备方法；本发明是为了解决TiAl合金板材现有铸锭冶金包套轧制法工艺复杂、成本高、板形差、材料利用率低的问题，以及克服粉末冶金法杂质含量高、成本高、致密度低、生产效率低的难题。具体步骤为：一、称取各原料组分；二、真空感应凝壳熔炼+金属型铸造制备铸锭；三、坯料预处理一；四、坯料预处理二；五、板材“热‑电”耦合无包套轧制，即可得到TiAl合金板材；本发明中得到的板材表面质量良好，无氧化层脱落，边部和端部无开裂，板材组织均匀、细小，力学性能良好。

主权项

1.一种TiAl合金板材“热-电”耦合无包套制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、称取原料：按各组元的原子百分比，合金组成为 41%~44%的Al、0%~9%的 Nb、0%~9%的V、0%~2%的Cr、0%~4%的Mo、0%~0.5%的X余量为 Ti 和不可避免的杂质元素，X为B、Y、C、Ni元素的一种或几种；分别称取高纯海绵钛、高纯铝、高纯铬、铝铌合金、铝钼合金、铝钇合金、铝钒合金、高纯镍粉、硼粉和碳粉作为原料；/n步骤二、铸锭熔铸：将经步骤一称取的原料加入到水冷铜坩埚真空感应凝壳熔炼炉中熔炼，将熔体浇注到预热后的金属铸型中，得到圆柱形TiAl合金铸锭，铸锭直径≥100mm，铸锭高度≥180mm；/n步骤三、坯料预处理一：/na. 将TiAl合金铸锭去除冒口后进行热等静压处理，保温3h~4h，随炉冷却出炉；/nb. 对铸锭进行均匀化处理，将铸锭置于真空热处理炉中900℃~1100℃保温24~48h，炉冷；/nc. 将退火后的铸锭去除氧化皮，平整上下端面，采用电火花线切割加工成标准圆柱形块，高径比为1.5:1~2:1，采用砂纸打磨坯料，粗糙度为Ra 1.6~0.8，随后置于丙酮溶液中超声波清洗5~10min后取出并干燥得到TiAl合金圆柱形坯料；/nd. 将TiAl合金圆柱形坯料圆周面及上下端面喷涂高温抗氧化涂料，抗氧化涂料共喷涂两层，每层厚度50μm，每次喷涂完毕在恒温恒湿箱中静置1h;/n步骤四、坯料预处理二：/na. 采用厚度8~10mm的石棉毯包覆喷涂有高温抗氧化涂料TiAl合金圆柱形坯料，并在1200℃~1250℃保温30~60min；/nb. 采用对开式圆柱状箱式电阻炉将压力机上、下砧台加热至600℃~700℃，将a中保温后的圆柱状坯料夹持至电阻炉腔内，至于上下砧台之间，以0.01~0.05s-1的应变速率对TiAl合金坯料进行无包套近等温墩粗变形，总变形量为70~80%，墩粗结束后将坯料置于真空热处理炉中900℃~1000℃保温2h，炉冷；/nc. 将墩粗后的坯料去除氧化皮，平整表面，切取锻饼芯部加工成标准矩形块，坯料变形前端加工倒角；/nd. 采用砂纸打磨矩形坯料，粗糙度为Ra 1.6~0.8，随后置于丙酮溶液中超声波清洗5~10min后取出并干燥；/n步骤五、“热-电”耦合轧制：/na. 将步骤四干燥后的TiAl合金坯料在真空箱式热处理炉中1150℃~1200℃保温30~60min；/nb. 将TiAl合金坯料从炉中取出，进行“热-电”耦合轧制，轧辊表面温度300℃~600℃，脉冲电流通过配有石墨垫片的铜制导电夹从板坯远离轧制入口通入，轧制速度为0.5~1.5m/s，道次压下率10%~20%，道次回炉保温；/nc. 轧后板材在真空热处理炉中900℃~1000℃保温2h，炉冷，得到TiAl合金板材。/n