TiH2-SiC復(fù)合粉末的攪拌球磨及其燒結(jié)行為研究.pdf

1、鈦合金因其具有密度小(4.505 g/cm3)，比強(qiáng)度、比剛度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。細(xì)化其晶粒不僅可以使材料獲得更高的強(qiáng)度而且可以使材料獲得高應(yīng)變速率超塑性或低溫超塑性，并提高合金的加工性能。本實(shí)驗(yàn)采用SiC作為增強(qiáng)顆粒，通過(guò)攪拌球磨法制取商品質(zhì)TiH2/SiC原料粉末，研究其中的球磨規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合真空燒結(jié)技術(shù)對(duì)所獲得的球磨復(fù)合粉末的燒結(jié)行為開(kāi)展系統(tǒng)研究，為后續(xù)細(xì)晶鈦合金的短流程、低成本制造奠定基礎(chǔ)。
　

2、　采用攪拌球磨法制備復(fù)合粉體，研究了球磨轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間對(duì)TiH2/SiC粉末粒度及分布、燒結(jié)試樣的密度及晶粒度、SiC顆粒形貌與分布的影響。結(jié)果表明：在500～700r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，粉末粒徑隨著球磨轉(zhuǎn)速的增加呈現(xiàn)出先減小后增大的規(guī)律；當(dāng)球磨轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，粉末粒徑隨著球磨時(shí)間的增加而逐漸變小，并且分布越來(lái)越均勻：隨著球磨時(shí)間的增加，含1.5%SiC的生坯在不同溫度(950℃、1000℃、1050℃、1100℃)于真空(

3、真空度1～5×10-3Pa)條件下燒結(jié)3h所得燒結(jié)試樣的密度先減小后增大，燒結(jié)試樣內(nèi)鈦晶粒逐漸細(xì)化且晶粒尺寸分布更為均勻。最終確定的最佳球磨工藝為：球料比9:1，以600r/min的球磨轉(zhuǎn)速球磨8h。
　　采用單向壓制對(duì)球磨粉末進(jìn)行生坯壓制，通過(guò)研究SiC/TiH2球磨粉末的壓制行為，確定了最佳的成形劑及加入量，并優(yōu)化坯樣壓制方式與脫脂工藝。結(jié)果表明：成形劑加入量在2%～5%時(shí)，隨著加入量的增加生坯的密度呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律；

4、在70MPa～350MPa的壓力范圍內(nèi)，壓坯的致密度隨壓制壓力的增加而升高，但是壓力過(guò)高會(huì)導(dǎo)致壓坯出現(xiàn)層裂、掉邊等缺陷。最終確定以聚乙二醇作為成形劑，硬脂酸作為壓模潤(rùn)滑劑，成形劑加入量為4%，壓制壓力在150Mpa左右，可以獲得優(yōu)質(zhì)的壓坯。
　　研究了燒結(jié)工藝和SiC含量對(duì)試樣密度、顯微組織的影響，結(jié)果表明：燒結(jié)溫度越高、燒結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)則試樣致密度越高，晶粒越大；SiC會(huì)對(duì)試樣的燒結(jié)致密化產(chǎn)生阻礙作用，碳化硅含量越高則燒結(jié)致密度低，