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粉末冶金过程中降低氧污染对钛合金性能影响的策略

嘉峪检测网        2024-10-06 20:18

在粉末冶金过程中,氧污染对钛合金零件的性能有显著影响。氧污染会导致材料性能下降,尤其是会导致其力学性能严重恶化,如延展性急剧下降、降低塑性和疲劳寿命。

 

解决粉末冶金过程中氧污染对钛合金零件性能影响的方法有:

 

添加除氧剂

北京科技大学路新教授团队提出了使用钙系化合物作为原位固氧提升高氧钛制件强塑性的新方法。这种方法可以在粉末表面氧化膜溶解前实现吸附固氧,有效提升钛合金的力学性能。通过在粉末冶金(PM)无压烧结过程中添加少量CaC2除氧剂,可以有效去除钛粉末表面的氧化层。研究表明,在700°C和800°C之间,氢化物-脱氢(HDH)Ti粉末的表面氧化层开始溶解到Ti基体中,从而减少氧污染。

 

使用惰性气氛

在粉末冶金过程中,维持一层惰性气氛可以防止氧化和污染。例如,在零件周围使用氩气或其他惰性气体进行保护,并在某些情况下使用气体进行快速冷却。

 

气-固流化反应

利用SnCl4(气)-Ti(固)气-固表面反应,可以在成形致密化过程中防止钛粉末表面氧化,同时不增加其他杂质。

 

控制粉末表面氧化

在粉末的存储、转运、制备过程中,尽量避免粉末与环境介质接触,以防止氧含量升高,减少粉末表面氧化层的形成。如果氧含量不可避免地升高,可以通过控制工艺参数,以适当的粉末除气处理工艺来降低氧含量。

 

真空脱气处理

通过在真空环境中加热粉末,利用适当的热处理工艺可以去除粉末表面吸附的气体,包括氧气。如固溶处理和时效处理,可以重新分布氧在合金中的含量,从而减少氧污染的影响。

 

表面处理

对钛合金粉末进行表面处理,例如渗氧处理,可以形成一层致密的渗氧硬化层,提高耐磨性,但可能会牺牲一定的塑性。

 

优化烧结工艺

通过调整烧结温度和时间,可以减少氧的固溶和扩散,从而降低氧污染的影响。

 

 

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来源:钛想告诉你