就高質量的艦艇殼體而言,其更適合選用鈦鋁鈮鋯鉬合金來作為重點生產原料,這主要是因為該合金具有高強度、高塑韌性、耐腐蝕、易焊接等優(yōu)良綜合性能。那么,該合金應如何制備呢?
(1)將金屬粉末Ti、Al、Nb、Zr、Mo按照質量百分比Al:4.5—7%、Nb:2—4%、Zr:1—3%、Mo:0.2—2%、余量Ti進行稱取。
(2)將步驟(1)稱取的金屬粉末與硬脂酸一起放入球磨罐,將罐體內真空度抽至10Pa以下后充入氬氣,然后把球磨罐安裝在行星式球磨機上,以200—500r/min的速度進行間歇性干式球磨混粉5—20h,最后對球磨后的混合粉末做脫脂處理除去硬脂酸得到混合金屬粉末。
(2)將混好的金屬粉末裝入圓柱形石墨模具中,經過預壓后置入放電等離子燒結爐中,并通過石墨模具兩端的沖頭施加10—50MPa的軸向壓力,將系統(tǒng)真空度抽至10Pa以下后進行燒結,以多段式升溫方式加熱至1000—1150℃后保溫3—8min,然后冷卻至室溫,退模即得到鈦鋁鈮鋯鉬合金材料。
該生產技術的注意事項如下:
1)步驟(1)中Ti、Nb、Zr、Mo粉末的粒度為小于75μm,Al粉末的粒度為23—150μm,Ti、Al、Nb、Zr、Mo的純度都大于或等于99.5%。
2)步驟(2)中研磨球選用直徑為3—6mm的304型不銹鋼研磨球,研磨球與金屬粉末的球料比為2:1—5:1;采用間歇式球磨,每球磨30—120min經暫停60min后再繼續(xù)球磨,如此反復至達到預定球磨時間為止。
3)步驟(2)中硬脂酸的質量為金屬粉末的1—5%;脫脂處理的條件為:在流通的氬氣環(huán)境中,于200~400℃的條件下進行1—3h脫脂處理。
4)步驟(3)中,預壓的壓力為10—80MPa,石墨模具的內徑為10—25mm,每次裝入10—0g混合金屬粉末。
5)步驟(3)中,升溫時先以50—120℃/min速率升溫至距燒結溫度150℃處,再以30—70℃/min速率升溫至目標燒結溫度;降溫時先以30—50℃/min的速度冷卻至800℃以下,再隨爐冷卻至室溫。
與現有生產方法相比,該技術具有燒結時間短,生產效率高,且可以實現低溫燒結,從而避免了晶粒粗大,使鈦鋁鈮鋯鉬合金的性能得到提升的優(yōu)點。