CN101817135B - 一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法，包括下述步骤：1、包套下料，根据被包覆TiAl基合金方坯的长、宽、高尺寸，用钛板切削出与所述方坯6个相对应的面板；2、粘贴，在TiAl基合金方坯6个面上均匀涂覆粘接剂，将所述面板粘贴于TiAl基合金方坯相应的表面；3、焊接，将相邻两面板接口焊接成一体，形成一个密封的整体包套；4、喷涂。对包套表面涂覆高温防氧化涂层。本发明可有效减缓坯料的温降，去除传统包套内部的含氧气氛，并隔绝外部空气中的氧化气氛与TiAl基合金进行接触，在高温变形过程中起到双层隔氧的作用；工艺简单，操作简易，可推广性强；制备出的TiAl基合金粘焊型双层隔氧包套经高温变形后表面质量完好、变形组织均匀，适用于TiAl基合金高温变形工业化生产。
Description
技术领域
本发明公开了一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法。
背景技术
TiAl基合金具有高的弹性模量、低的密度、优的比强度、比刚度和在600～900℃具有较好的抗蠕变性能等特性，作为轻质高温结构材料，适用于航空航天、汽车等工业领域。但TiAl基合金的室温塑性和工艺塑性低，给其加工和成型带来了极大难度，制约了TiAl基合金在结构材料中广泛应用。国内外研究者先后对TiAl基合金的板材制备技术进行研究，提出防止合金在高温变形过程中氧化的形为和保证高的近等温状态等研究方向，包套变形成为TiAl基合金的研究热点。很多学者研究出不同的包套设计方案，但其工艺流程复杂、可操作性差，或仅局限于小样品的加工，应用前景不大。而且粘焊型双层隔氧包套的制备技术，目前还未有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺方法简单、操作方便、经济适用、防氧化性能可靠、可有效保护TiAl基合金在高温变形时不被氧化的一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法。
一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法，包括下述步骤：
第一步：包套下料
根据被包覆TiAl基合金方坯的长、宽、高尺寸，选用厚度为1～4mm的钛板切削出与TiAl基合金方坯6个相对应的面板；
第二步：粘贴
去除TiAl基合金方坯表面杂质，在TiAl基合金方坯6个面上均匀涂覆粘接剂，将第一步得到的面板粘贴于TiAl基合金方坯相应的表面；
第三步：焊接
将相邻两面板接口焊接成一体，形成一个密封的整体包套；
第四步：喷涂
对包套表面涂覆高温防氧化涂层。
本发明中，所述TiAl基合金方坯表面粗糙度不高于3.2。
本发明中，所述粘接剂由下述组分，按重量百分比组成：
聚酯树脂60～80；
齐聚苯乙烯树脂5～20；
二甲苯树脂4～20；
二叔丁基对甲酚0.1～3；
滑石粉4～10；
TiO 0.1～10。
本发明中，所述焊接采用氩弧焊机。
本发明中，所述高温防氧化涂层使用温度为1200～1300℃。
本发明由于采用上述工艺方法，制作的粘焊型双层隔氧包套，针对TiAl基合金的变形特性，采用先进的粘焊型双层隔氧包套技术，有效预防轧制过程中TiAl基合金的高温氧化行为，并减缓坯料的温降，为TiAl基合金的热变形行营造出近等温无氧化气氛的环境。通过上述方法制作出的高温轧制用粘焊型双层隔氧包套，可在1300℃以内对TiAl基合金进行有效的防护。
本发明的优点在于：
1)工艺简单，设备要求简易，可操作性强，成本低廉，适用范围广，可用于大小板材的高温防氧化包套制作；
2)所采用的粘结剂成分不会腐蚀TiAl基合金，对其没有破坏和污染；
3)所采用的粘结剂将包套材料粘于坯料表面起到固定的作用，有利于焊接的操作；
4)所采用的粘结剂在低温状态排除包套内空气并控制了其包套内的高温氧化形为，高温状态下粘结的颗粒起到一定的润滑作用，有利于包套的协调变形；
5)包套坯料在热变形加工后，由于有粘结隔离层，包套材料与TiAl基合金可轻易脱离。
综上所述，本发明的TiAl基合金高温变形用粘焊型双层隔氧包套，设计合理，工艺简单，操作简单可行，成本低，制备出的TiAl基合金粘焊型双层隔氧包套经高温变形后表面质量完好、变形组织均匀，可有效预防变形过程中TiAl基合金的高温氧化行为，并减缓坯料的温降，有利于TiAl基合金的热变形行为，避免其因大的温降和氧化所引起的开裂现象，并为其它难变形金属或金属间化合物的防热氧化行为提供技术参考。
附图说明
附图1为本发明的包套样品示意图。
附图2为采用本发明包套的TiAl基合金轧制后样品宏观图。
附图3为采用本发明包套的TiAl基合金轧制样品的显微组织。
图中：1-合金方坯，2-包套，3-焊缝，4--高温防氧化涂层。
具体实施方式
实施例1：采用粉末冶金方法制出Ti-47Al-2Nb-2Cr-(W、C)(at％)合金坯料，经切削的方法制成方坯，并采用图1所示的工艺流程进行双层隔氧包套包覆，其中包套材料为3mm厚的钛板，粘结剂的成分为聚酯树脂80、齐聚苯乙烯树脂5、二甲苯树脂6、二叔丁基对甲酚3、滑石粉5、TiO 1。经1240℃预热、不高于0.7s-1应变速率6道次轧制后的样品如图2，制得总变形量为68％、无开裂现象的TiAl基合金板材。
实施例2：采用粉末冶金方法制出Ti-48Al-2Nb-2Cr-(W、C)(at％)合金坯料，经切削的方法制成方坯，并采用图1所示的工艺流程进行双层隔氧包套包覆，其中包套材料为1.2mm厚的钛板，粘结剂的成分为聚酯树脂60、齐聚苯乙烯树脂20、二甲苯树脂4、二叔丁基对甲酚0.1、滑石粉5.9、TiO 10。经1240℃预热、不高于0.65s-1应变速率6道次轧制后的样品显微组织如图3所示，制得总变形量为65％、无开裂现象的TiAl基合金板材。
实施例3：采用粉末冶金方法制出Ti-46Al-2Nb-2Cr-(W、C)(at％)合金坯料，经切削的方法制成方坯，并采用图1所示的工艺流程进行双层隔氧包套包覆，其中包套材料为2mm厚的钛板，粘结剂的成分为聚酯树脂60、齐聚苯乙烯树脂8、二甲苯树脂20、二叔丁基对甲酚3、滑石粉4、TiO 5。经1240℃预热、不高于0.3s-1应变速率8道次轧制后，制得总变形量为80％、无开裂现象的TiAl基合金板材。
Claims (3)
1.一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法，包括下述步骤：
第一步：包套下料
根据被包覆TiAl基合金方坯的长、宽、高尺寸，选用厚度为1～4mm的钛板切削出与TiAl基合金方坯6面相对应的面板；
第二步：粘贴
去除TiAl基合金方坯表面杂质，在TiAl基合金方坯六个面上均匀涂覆粘接剂，将第一步得到的面板粘贴于TiAl基合金方坯相应的表面；所述粘接剂由下述组分，按重量百分比组成：
聚酯树脂60～80；
齐聚苯乙烯树脂5～20；
二甲苯树脂4～20；
二叔丁基对甲酚0.1～3；
滑石粉4～10；
TiO 0.1～10；
第三步：焊接
将相邻两面板接口焊接成一体，形成一个密封的整体包套；
第四步：喷涂
对包套表面涂覆使用温度为1200～1300℃的高温防氧化涂层。
2.根据权利要求1所述的一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法，其特征在于：所述TiAl基合金方坯表面粗糙度不高于3.2。
3.根据权利要求2所述的一种TiAl基合金高温双层隔氧包套制作方法，其特征在于：所述焊接采用氩弧焊机。
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