一种镍基耐高温合金材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种合金材料，特别涉及一种镍基耐高温合金材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]镍基高温合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，镍基高温合金具有优异的抗高温氧化和高温腐蚀的性能。与铁基高温合金相比，镍基高温合金具有良好的导热性、较高的组织稳定性，可以固溶更多的元素而不产生有害相；镍基高温合金与钴基合金相比，具有比重轻、价格低、强度高和抗氧化性好的特点。此外，镍基高温合金还具有优良的可铸性与高温持久性能。镍基高温合金通过适当调节合金成分，可以使合金不但具有钴基合金无法比拟的高温强度，而且还具有较高的初熔温度、较好的冷热疲劳性能、较高的塑性和韧性，较高的抗氧化和耐腐蚀性，较低的密度，在航空发动机很多部件上应用具有特殊的意义。目前为止，虽然镍基合金技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。因此，提供一种具有高初熔温度、低密度、具有良好铸造性能、好的热疲劳性能和较高的抗高温氧化性能的耐高温镍基合金的制备方法是本发明亟需解决的问题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种镍基耐高温合金材料的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种镍基耐高温合金材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤:
A、混合:将粉料置于混料装置内，利用压力为0.SMPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在730?740MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4?6T/cm2; C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为7兆帕，压坯首先经过900°C的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1100-1130°C的烧结带，保温2h，最后以40°C/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形:将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油:将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
[0005]所述保护气氛为氢气或氮气。
[0006]所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉72-75份、铁粉20-24份、氧化钡5_8份、氧化钴3_7份、娃化钦4-9份、微錯粉4_8份、祕粉4_8份、石英砂粉10-14份、钼粉3-7份、玻璃纤维3-6份、锡粉10-14份、硫化锰粉2-5份和铬粉3_6份。
[0007]所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉72份、铁粉20份、氧化钡5份、氧化钴3份、硅化钛4份、微蜡粉4份、铋粉4份、石英砂粉10份、钼粉3份、玻璃纤维3份、锡粉10份、硫化猛粉2份和络粉3份。
[0008]所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉75份、铁粉24份、氧化钡8份、氧化钴7份、硅化钛9份、微蜡粉8份、铋粉8份、石英砂粉14份、钼粉7份、玻璃纤维6份、锡粉14份、硫化猛粉5份和络粉6份。
[0009]所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉73份、铁粉22份、氧化钡7份、氧化钴5份、硅化钛7份、微蜡粉6份、铋粉6份、石英砂粉12份、钼粉5份、玻璃纤维5份、锡粉12份、硫化猛粉4份和络粉4份。
[0010]本发明具有以下有益效果:通过对材料成分的调整和优化，本发明提供镍基耐高温合金材料具有较好强、硬度，和高温热稳定性的优点；且原料易得、加工成本低，制备工艺简单、参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
一种镍基耐高温合金材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤:
A、混合:将粉料置于混料装置内，利用压力为0.SMPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在730?740MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4?6T/cm2; C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为7兆帕，压坯首先经过900°C的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1100-1130°C的烧结带，保温2h，最后以40°C/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形:将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油:将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
[0012]保护气氛为氢气或氮气。
[0013]粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉72份、铁粉20份、氧化钡5份、氧化钴3份、硅化钛4份、微蜡粉4份、铋粉4份、石英砂粉10份、钼粉3份、玻璃纤维3份、锡粉10份、硫化猛粉2份和络粉3份。
[0014]实施例2
一种镍基耐高温合金材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤:
A、混合:将粉料置于混料装置内，利用压力为0.SMPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在730?740MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4?6T/cm2; C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为7兆帕，压坯首先经过900°C的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1100-1130°C的烧结带，保温2h，最后以40°C/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形:将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油:将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
[0015]保护气氛为氢气或氮气。
[0016]粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉75份、铁粉24份、氧化钡8份、氧化钴7份、硅化钛9份、微蜡粉8份、铋粉8份、石英砂粉14份、钼粉7份、玻璃纤维6份、锡粉14份、硫化猛粉5份和络粉6份。
[0017]实施例3
一种镍基耐高温合金材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤:
A、混合:将粉料置于混料装置内，利用压力为0.SMPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在730?740MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4?6T/cm2; C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为7兆帕，压坯首先经过900°C的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1100-1130°C的烧结带，保温2h，最后以40°C/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形:将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油:将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
[0018]保护气氛为氢气或氮气。
[0019]粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉73份、铁粉22份、氧化钡7份、氧化钴5份、硅化钛7份、微蜡粉6份、铋粉6份、石英砂粉12份、钼粉5份、玻璃纤维5份、锡粉12份、硫化猛粉4份和络粉4份。
[0020]经过检测，实施例1-3的产品具有优异的持久性能和拉伸性能。1100°C/152MPa下持久寿命>150h ；980°C /350MPa下持久寿命>100h。
【主权项】
1.一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下制备步骤: A、混合:将粉料置于混料装置内，利用压力为0.SMPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制:将混合均匀的粉料置于模具中，在730?740MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4?6T/cm2; C、烧结:将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为7兆帕，压坯首先经过900°C的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1100-1130°C的烧结带，保温2h，最后以40°C/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形:将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油:将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。2.根据权利要求1所述的一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于:所述保护气氛为氢气或氮气。3.根据权利要求1所述的一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉72-75份、铁粉20-24份、氧化钡5_8份、氧化钴3-7份、硅化钛4-9份、微蜡粉4-8份、铋粉4-8份、石英砂粉10-14份、钼粉3-7份、玻璃纤维3_6份、锡粉10-14份、硫化猛粉2_5份和络粉3_6份。4.根据权利要求3所述的一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉72份、铁粉20份、氧化钡5份、氧化钴3份、硅化钛4份、微蜡粉4份、铋粉4份、石英砂粉10份、钼粉3份、玻璃纤维3份、锡粉10份、硫化锰粉2份和络粉3份。5.根据权利要求3所述的一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉75份、铁粉24份、氧化钡8份、氧化钴7份、硅化钛9份、微蜡粉8份、铋粉8份、石英砂粉14份、钼粉7份、玻璃纤维6份、锡粉14份、硫化锰粉5份和络粉6份。6.根据权利要求3所述的一种镍基耐高温合金材料的制备方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料组成:镍粉73份、铁粉22份、氧化钡7份、氧化钴5份、硅化钛7份、微蜡粉6份、铋粉6份、石英砂粉12份、钼粉5份、玻璃纤维5份、锡粉12份、硫化锰粉4份和络粉4份。
【专利摘要】本发明公开了一种镍基耐高温合金材料的制备方法。该材料由以下重量份配比的粉料制成：镍粉72-75份、铁粉20-24份、氧化钡5-8份、氧化钴3-7份、硅化钛4-9份、微蜡粉4-8份、铋粉4-8份、石英砂粉10-14份、钼粉3-7份、玻璃纤维3-6份、锡粉10-14份、硫化锰粉2-5份和铬粉3-6份。其制备方法包括：混合、压制、烧结、整形和浸油处理。通过对材料成分的调整和优化，本发明提供镍基耐高温合金材料具有较好强、硬度和高温热稳定性的优点；且原料易得、加工成本低，制备工艺简单、参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。
【IPC分类】C22C1/04, C22C19/03
【公开号】CN105154698
【申请号】CN201510542974
【发明人】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明
【申请人】苏州莱特复合材料有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日