鈦基合金溫壓成形技術(shù)研究.pdf

1、近年來,低成本高性能粉末冶金鈦合金逐步成為國(guó)際上新材料研究的重要內(nèi)容.為此,以純Ti粉和TC4粉末為原材料,對(duì)鈦合金粉末溫壓成形行為和粉末表面堆積形態(tài)對(duì)壓坯致密化的影響進(jìn)行研究,探討在較低壓制壓力下制備高性能粉末冶金鈦合金的可行途徑.對(duì)鈦合金粉末的溫壓特征及其致密化機(jī)理的研究結(jié)果表明,在同一壓制壓力下,Ti粉或TC4粉的壓坯密度均在溫壓溫度為140℃左右達(dá)到最大值,高于或低于這一溫度,壓坯密度反而下降.壓制壓力與壓坯密度之間的關(guān)系和川北

2、公夫壓制方程相吻合.在500MPa壓力下,溫壓成形的Ti粉壓坯密度為3.72g.cm<'-3>,比室溫成形的增加0.21g.cm<'-3>;溫壓成形的TC4壓坯密度達(dá)3.62g.cm<'-3>,比室溫成形的提高0.18g.cm<'-3>.并且,在壓力為500MPa成形時(shí),溫壓成形的脫模力比室溫成形的脫模力降低約26﹪.通過對(duì)鈦粉的動(dòng)態(tài)壓制曲線、脫模力曲線、X射線衍射、顯微硬度和壓坯顯微組織等分析,認(rèn)為鈦粉的溫壓致密化機(jī)理:在溫壓初期階段

3、,粉末的重排占主導(dǎo)地位,其對(duì)致密化的貢獻(xiàn)明顯高于室溫成形,而在后期溫壓致密化以塑性變形為主,溫度對(duì)鈦粉塑性變形程度的改善又為粉末顆粒的二次重排起到了協(xié)調(diào)作用,使鈦粉獲得更大程度的顆粒填充密度.為了進(jìn)一步改善鈦合金溫壓過程的粉末流動(dòng)性,提高壓坯密度及其均勻性,采用MSC.Marc2001軟件,數(shù)值模擬了鈦粉呈平式、凹式、凸式3種不同粉末表面堆積形態(tài)的壓制過程,并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.結(jié)果表明,凸式打破了平式壓制過程中粉末移動(dòng)困難的局面,無