注射成形钛合金的研究

【摘要】：钛合金性能优良、用途广泛，但机加工性能差，金属粉末注射成形技术(MIM)成为一种很有前途的钛合金成形技术。本文探讨了如何运用注射成形技术制备性能良好的钛合金，包括分别以氢化—脱氢(HDH)钛粉和氢化钛粉为原料制备MIM Ti-6Al-4V合金两部分内容。通过金相显微技术、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、热重分析及差热分析等现代分析手段开展了大量的实验工作及理论分析。研究了以HDH钛粉为原料制备MIM Ti-6Al-4V合金的工艺过程。实验表明，采用油-石蜡-聚烯烃粘结剂体系、装载量选取55％，可得到适宜注射的喂料。最佳的注射工艺参数为：注射温度为152±2℃，模温为38℃，注射压力为系统压力的65％。粘结剂的脱除采用两步脱脂法，先用CH_2Cl_2浸泡成形坯4h可脱除58％～60％粘结剂，然后在氩气氛中于720℃下热脱脂可以将坯件中粘结剂脱除完全；热脱脂的理想脱脂工艺为：(?)随炉冷却。烧结过程中，在密封性能良好的真空烧结炉中于10~(-3)Pa、1250℃下烧结3h可以得到抗拉强度为819MPa、延伸率为7％的拉伸样，其性能已接近国外同等水平，且最终烧结样的杂质含量保持在较低水平。对以氢化钛粉为原料制备MIM Ti-6Al-4V合金过程中的脱氢／脱脂理论进行了分析，脱氢过程中当氢分压低到10~(-2)Pa时，脱氢反应可在300℃开始进行。分别对粘结剂和氢化Ti-6Al-4V粉进行热重分析及差热分析可知，热脱脂过程中粘结剂的热分解温度范围在172℃—513℃之间，原料混合粉末的脱氢温度段在350℃—700℃之间。因此，当脱脂在10~(-2)Pa下、于720℃进行时，可以同时将脱脂坯中的氢元素脱除。实验中由于真空脱脂条件受到限制，选择了另一条脱脂／脱氢—烧结途径，即先将坯件在氩气氛中于720℃下热脱脂，然后在10~(-3)Pa真空烧结炉中脱氢—烧结，得到的产品氢含量0.014wt％，在Ti-6Al-4V合金间隙元素含量的标准范围内。

【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TF124

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前2条

1	喻岚,李益民,邓忠勇,李笃信;采用氢化-脱氢(HDH)钛粉和氢化钛粉制备MIMTi-6Al-4V合金[J];稀有金属材料与工程;2005年10期
2	顾永华;许建文;;氢化-脱氢钛粉末注射成形工艺实验研究[J];湖北科技学院学报;2012年12期

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前1条

1	李敏;置氢Ti6Al4V粉末磁脉冲压实—烧结体组织结构与性能[D];哈尔滨工业大学;2011年

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前4条

1	杜小米;Ti-Al复合体的制备及热压缩变形研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2	丑晓明;粉末冶金钛合金及多孔钛研究[D];中南大学;2007年
3	雷豹;TiH_2粉末的行星球磨及其对烧结钛合金显微组织演变的影响研究[D];湖南大学;2012年
4	周威;金属注射成形制备低成本Ti-6Al-4V及其热氢处理研究[D];湖南大学;2011年

	【参考文献】
	【参考文献】

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前1条

1	侯德祥;日本用氢化脱氢法生产低氧钛粉技术[J];有色矿冶;1997年02期

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	张小琴;姜银举;代清;;真空蒸馏法制备高纯金属钆[J];包钢科技;2007年03期
2	张树霞,刘小光,公延宁;钛在硫酸铝溶液中腐蚀控制方法的研究[J];北京化工学院学报(自然科学版);1993年02期
3	刘天婴;精细陶瓷—聚合物混合物料注塑加工研究[J];北京石油化工学院学报;1999年02期
4	聂妍,李益民,李笃信;陶瓷注射成形技术进展[J];山东陶瓷;2003年02期
5	;Application of the titanium alloy in civil aviation[J];Baosteel Technical Research;2011年04期
6	邹敏;朱世富;刘国钦;马光强;王琪琳;杨颖;;熔盐电解TiO_2制备海绵钛过程中电解温度的确定[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年03期
7	肖利,方正,吴振玉,杨富国;超声波对溶胶-凝胶法制备铁氧体薄膜的影响[J];材料保护;2003年02期
8	黄晓霞;李荣强;张艳霞;;钛合金紧固件的腐蚀及其防护技术[J];材料保护;2008年06期
9	韦伟峰,黄伯云,刘咏,周科朝;混合元素法PM钛合金的研究进展[J];材料导报;2002年11期
10	刘娜;;Ti6Al4V粉末及其制品的研究进展[J];材料导报;2010年05期

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1	杨健;;民用飞机机体用钛合金的新技术探讨[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
2	任春燕;张延生;朱仲忍;李冬梅;张笃怀;王晓林;张爱荣;;工业条件下生产锆铌合金铸锭工艺研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
3	冯建新;;铁水喷镁脱硫技术的应用[A];2007年度泛珠三角十一省（区）炼钢连铸年会论文专辑[C];2007年
4	邓琦林;谢安宁;周广才;;激光熔覆修复技术的基础试验研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
5	陈静;杨海欧;黄卫东;;先进飞机结构用钛合金零件的激光快速成形[A];探索创新交流－－中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
6	汪的华;马猛;蒋凯;胡晓宏;金先波;陈政;;熔盐电解提炼金属钛新技术研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（下集）[C];2005年
7	邓琦林;谢安宁;周广才;;激光熔覆修复技术的基础试验研究[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
8	李争显;杜继红;高广睿;徐重;周廉;;纯钛表面Ti-Pd耐蚀合金性能研究[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
9	李争显;王少鹏;华云峰;杜继红;徐重;周廉;;钛齿轮表面辉光无氢渗碳层性能的研究[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
10	洪艳;沈化森;王兆林;曲涛;;低成本钛粉生产工艺[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集（C辑）[C];2005年

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前10条

1	史小辉;汽车悬架弹簧现代设计方法研究[D];西南交通大学;2011年
2	周生刚;Pb-Al层状复合节能阳极制备及其性能研究[D];昆明理工大学;2011年
3	陈晓春;钛基改性含铂电催化涂层对甲醇的电氧化及其人工智能模拟[D];中南大学;2001年
4	卫中山;MEVVA离子注入钛合金抗疲劳制造的基础研究[D];南京航空航天大学;2003年
5	杨瑟飞;铸造纯钛冠桥专用包埋料的研制[D];第四军医大学;2004年
6	余琨;稀土变形镁合金组织性能及加工工艺研究[D];中南大学;2002年
7	秦明礼;AIN粉末的制备、低温烧结及其注射成形技术的研究[D];中南大学;2002年
8	李庆奎;一氧化钛基金属陶瓷仿金材料的开发及相关机理研究[D];中南大学;2002年
9	张保平;锰锌软磁铁氧体用前驱体碳酸盐共沉过程基础理论及工艺研究[D];中南大学;2004年
10	汤慧萍;汽车用粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al合金的研究[D];中南大学;2004年

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前10条

1	梁晓康;激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D];大连理工大学;2010年
2	门洪志;TiAl基合金SPS烧结微观组织特征及高温氧化性能研究[D];长春工业大学;2010年
3	杨秀琴;Ti-Al层状复合电极材料制备工艺与性能的研究[D];昆明理工大学;2010年
4	王生军;电炉法生产黄磷电尘灰中稀散元素镓的提取[D];昆明理工大学;2009年
5	邱丽娜;广东某钼矿尾矿综合利用研究[D];昆明理工大学;2009年
6	赵琪;钛合金齿轮表面等离子Mo合金化研究[D];太原理工大学;2011年
7	揭松;Cu和Ag对TC4合金耐腐蚀性能与摩擦磨损性能的影响[D];武汉理工大学;2011年
8	贾利攀;加拿大含稀土磷矿的浮选行为研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
9	杨磊;TA18钛合金管材织构的研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
10	吴飞虎;钛合金A-TIG焊活性剂的研制[D];兰州理工大学;2011年

	【同被引文献】
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前10条

1	沈桂琴，雷杰，梁佑明，王世洪;TC4钛合金的微动磨损及防护[J];北京航空航天大学学报;1995年02期
2	郭世柏,曲选辉,段柏华,何新波,秦明礼;注射成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能[J];北京科技大学学报;2005年03期
3	郭世柏;张厚安;张荣发;何新波;秦明礼;曲选辉;;热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响[J];北京科技大学学报;2007年07期
4	田亚强;陈晓辉;侯红亮;任学平;;置氢对TC4合金粉末物理性能和压制性能的影响[J];北京科技大学学报;2008年08期
5	张春艳;李春天;张津;;热氧化处理对钛合金表面耐磨性能影响的研究[J];表面技术;2008年06期
6	李益民,曲选辉,黄伯云;金属注射成形的脱脂[J];材料导报;1999年01期
7	张俊红,黄伯云,贺跃辉,周科朝,唐建成;TiAl基合金板材制备技术的发展现状[J];材料导报;2002年02期
8	赵永庆,魏建峰,高占军,李月璐,吴欢,刘彩利,冯亮,常辉;钛合金的应用和低成本制造技术[J];材料导报;2003年04期
9	张少卿;氢在钛合金热加工中的作用[J];材料工程;1992年02期
10	王亚明,蒋百灵,雷廷权,贾德昌,周玉;Ti6Al4V合金表面耐磨涂层的研究进展[J];材料工程;2003年03期

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前8条

1	李臻熙;TiAl基合金组织控制对力学性能的影响[D];北京航空材料研究院;2000年
2	张俊红;TiAl基合金的组织超塑性研究[D];中南大学;2003年
3	祝宝军;硬质合金注射成形工艺研究[D];中南大学;2002年
4	王金相;爆炸粉末烧结的细观沉能机制研究[D];大连理工大学;2005年
5	王亚明;Ti6Al4V合金微弧氧化涂层的形成机制与摩擦学行为[D];哈尔滨工业大学;2006年
6	吴彦春;电磁压制设备研制及其在功能陶瓷制备中的应用研究[D];武汉理工大学;2007年
7	叶途明;粉末冶金材料的温压行为及其致密化机理研究[D];中南大学;2007年
8	刘大海;5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

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前10条

1	张棋飞;粉末低电压电磁压制致密机制及制品力学性能研究[D];武汉理工大学;2003年
2	严伟;热氧化工业纯钛表面硬化层的结构与性能[D];浙江大学;2004年
3	孟正华;功能陶瓷低电压电磁压制实验研究[D];武汉理工大学;2004年
4	欧阳伟;功能陶瓷低电压电磁压制及制品性能的实验研究[D];武汉理工大学;2005年
5	周洁;粉末成形过程的计算机模拟[D];昆明理工大学;2005年
6	李勇;氧化铝颗粒弥散强化铜基复合材料的研究[D];华中科技大学;2005年
7	施健;功能陶瓷低电压电磁压制的成形机制及模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
8	王天国;机械合金化与热压烧结制备TiAl基合金的研究[D];武汉理工大学;2006年
9	常宏;功能陶瓷低电压电磁双向压制的成型机制及模拟研究[D];武汉理工大学;2007年
10	丑晓明;粉末冶金钛合金及多孔钛研究[D];中南大学;2007年

	【二级引证文献】
	【二级引证文献】

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前8条

1	刘娜;;Ti6Al4V粉末及其制品的研究进展[J];材料导报;2010年05期
2	赵瑶;贺跃辉;江垚;;粉末冶金Ti6Al4V合金的研制进展[J];粉末冶金材料科学与工程;2008年02期
3	李红梅;雷霆;张家敏;方树铭;尚青亮;刘捷;;氢化钛粉末及压坯的脱氢规律[J];粉末冶金材料科学与工程;2012年02期
4	田亚强;侯红亮;任学平;;置氢TC4钛合金粉末模压成形烧结机构及其动力学[J];航空材料学报;2010年05期
5	田亚强;侯红亮;任学平;;置氢钛合金粉末模压成形-烧结改性机理[J];航空材料学报;2011年03期
6	宗静;田亚强;侯红亮;任学平;;置氢TC4粉末模压成形-烧结后的组织性能[J];清华大学学报(自然科学版);2008年11期
7	宗静;田亚强;侯红亮;任学平;;置氢TC4粉末模压成形-烧结后的组织性能[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年11期
8	顾永华;许建文;;氢化-脱氢钛粉末注射成形工艺实验研究[J];湖北科技学院学报;2012年12期

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前2条

1	李红梅;生物医用钛及钛合金的粉末冶金制备工艺研究[D];昆明理工大学;2012年
2	杨植岗;脉冲熔融—飞行时间质谱分析系统的集成与应用研究[D];钢铁研究总院;2012年

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前7条

1	节云峰;多孔钽的制备及其工艺和性能的研究[D];中南大学;2011年
2	陈睿博;多孔钛的粉末烧结制备与性能研究[D];沈阳理工大学;2011年
3	张珊珊;置氢TC4粉末磁脉冲压制烧结体氧化与摩擦磨损性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4	刘辉;新型生物医用多孔Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金材料制备及组织与性能研究[D];西安建筑科技大学;2010年
5	姬成岗;纯钛与Ti-6Al-4V合金近净成形研究[D];昆明理工大学;2012年
6	王军;沫浸渍法制备多孔铌生物材料及其性能[D];中南大学;2012年
7	周威;金属注射成形制备低成本Ti-6Al-4V及其热氢处理研究[D];湖南大学;2011年

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前10条

1	;粉末冶金文摘[J];粉末冶金技术;1995年03期
2	孙洪志;钛注射成形烧结件的生产方法[J];钛工业进展;2000年01期
3	乔斌;姬祖春;李映平;邹家生;;金属注射成形脱脂技术研究[J];煤矿机械;2006年11期
4	李峥 ,曹勇家;甲基纤维素基粘结剂注射成形混合料的流变性[J];钢铁研究学报;1992年S1期
5	陶斯武;田建军;段柏华;张深根;曲选辉;;注射成形烧结钕铁硼永磁体的工艺特点及发展趋势[J];稀土;2007年01期
6	孙伟成，张淑荣，张学萍，水丽，贾春红;铝合金粉末注射成形工艺研究[J];沈阳工业学院学报;1995年04期
7	王旭波,曲选辉;注射成形钕铁硼粘结磁体研究的现状及前景[J];粉末冶金材料科学与工程;2002年02期
8	王旭波,曲选辉,段柏华;注射成形钕铁硼粘结磁体研究的现状及前景[J];粉末冶金技术;2003年03期
9	;日本两公司联合开发成功新型金属粉末注射成形装置[J];金属功能材料;1994年02期
10	R.J.Waikar;B.R.Patterson;杨沛标;;粉末冶金注射成形[J];粉末冶金技术;1987年01期

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前10条

1	林健凉;曲选辉;秦明礼;李笃信;;粘结剂对注射成形AlN工艺、结构和性能的影响[A];2000年材料科学与工程新进展（下）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
2	郭宝华;张娇月;陈静;;陶瓷注射成形用PVA/PEG基水溶性粘结剂研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
3	罗峥;林晨光;魏衍广;;注射成形铜散热片性能与显微组织的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）[C];2010年
4	黄东;赵嘉琪;谢成木;彭楚峰;;钛合金精铸用氧化钙型壳试验研究[A];中国机械工程学会第十一届全国铸造年会论文集[C];2006年
5	韩光臣;迟恩田;;电火花铣削钛合金加工工艺研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
6	张跃飞;;阵列针状空心阴极放电钛合金表面合金化研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
7	江应栋;黄青松;;高温真空钛合金成形炉应用[A];探索创新交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
8	杨荣福;韩荣第;;车削TC-4钛合金时高速钢刀具磨损的试验研究[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集摩擦磨损部分（Ⅰ）[C];1982年
9	李佐臣;;海洋开发、舰船用新型结构钛合金研制[A];西部大开发科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
10	马小怀;赵喜明;陈百锁;;钛合金棒材超声波探伤[A];无损检测专业委员会第七届年会论文集[C];2000年

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前10条

1	天际;飞亚达钛合金航天表助力“神六”[N];中国有色金属报;2005年
2	潘廷祥;钛：节能减排钛有功[N];中国有色金属报;2007年
3	记者谢玉先周军;钛合金基地“扎根”攀长钢[N];中国冶金报;2006年
4	赵永庆杨冠军;西北院自主开发钛合金及产业化[N];中国有色金属报;2007年
5	张献怀;钛合金补片修复颅骨缺损“天衣无缝”[N];中国医药报;2008年
6	吴光鹏刘运伟;安吉精铸公司攀登钛合金铸造技术高峰[N];中国航空报;2005年
7	;美国实验室开发出钛铝的先进加工工艺模型[N];中国有色金属报;2006年
8	廖志林;脑肿瘤病人用上钛合金颅骨[N];健康报;2008年
9	姚红亮;七二五所钛产业成绩斐然[N];中国有色金属报;2009年
10	吴全兴;日本钛合金研发拉动钛产业发展[N];中国有色金属报;2005年

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前10条

1	段柏华;高性能注射成形各向异性Nd-Fe-B粘结磁体的研究[D];中南大学;2005年
2	祝宝军;硬质合金注射成形工艺研究[D];中南大学;2002年
3	蒋炳炎;金属粉末注射成形流动过程研究[D];中南大学;2003年
4	刘宏葆;氮化硼基精铸复合型壳及制备工艺[D];上海大学;2009年
5	肖树龙;钛合金低成本氧化物陶瓷型壳熔模精密铸造技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6	曹静;临床常见因素对全瓷冠颜色影响的实验研究[D];第四军医大学;2008年
7	王连军;玻璃—陶瓷保护涂层的制备及在钛合金热加工过程中的应用研究[D];大连理工大学;2002年
8	秦明礼;AIN粉末的制备、低温烧结及其注射成形技术的研究[D];中南大学;2002年
9	杜汉斌;钛合金激光焊接及其熔池流动场数值模拟[D];华中科技大学;2004年
10	张云琨;氢、氮化和热氧化对钛合金性能影响的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

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前10条

1	喻岚;注射成形钛合金的研究[D];中南大学;2004年
2	王斌;陶瓷注射成形工艺及流变特性研究[D];华中科技大学;2005年
3	连江滨;注射成形用镧锌掺杂永磁铁氧体磁粉的研究[D];清华大学;2011年
4	封娟;基于二次元与遗传算法的粉末共注射成形充填过程数值模拟研究[D];中南大学;2011年
5	王光耀;粉末共注射成形充填过程实验研究与数值模拟[D];中南大学;2011年
6	方华;2：17型烧结钐钴永磁粉末的制备及注射成形工艺的研究[D];中南大学;2004年
7	周晓晖;Kovar合金的粉末注射成形工艺研究[D];中南大学;2004年
8	郑韵哲;激光近形制造钛合金试件力学性能的初步研究[D];中国医科大学;2009年
9	张菊梅;能量参数对钛合金微弧氧化膜层表面形貌及膜层/环氧树脂结合强度的影响[D];西安理工大学;2004年
10	刘会群;金属Sc对钛合金组织与性能的影响[D];中南大学;2004年

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