CrMo合金的成型方法_2

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还可以采用金属,如金属单质或合金制成。
[0046]参考图3,执行步骤S2,混合Cr粉末201和Mo粉末202,形成CrMo混合粉末100。
[0047]具体地,在本实施例中,如图3所示,在V型混粉机203内混合所述Cr粉末201和Mo粉末202。V型混粉机203具有一 V形腔室204和转轴205,V形腔室204能够绕转轴205转动。
[0048]在本实施例中,向V形腔室204内充入惰性气体,排出V形腔室204内空气,使得V型混粉机203内的惰性气体气压在0.05Mpa-0.07Mpa的范围内。在惰性气体环境下,Cr粉末201和Mo粉末202不容易被氧化,有利于提高后续形成的CrMo合金的质量。
[0049]需要说明的是,在本实施例中,所述惰性气体为氩气,但是本发明对此不作限制,在其他实施例中,所述惰性气体还可以为氦气等其他惰性气体。
[0050]Cr粉末201和Mo粉末202被通入V形腔室204中V型混粉机203开启之后,V形腔室204绕转轴205转动。在V形腔室204的转动过程中,CrMo混合粉末100在V形腔室204的V型尖端和V型两端中往复运动,使CrMo混合粉末100重复性地在V型尖端聚合,在V型两端分开,形成CrMo混合粉末100。
[0051]需要说明的是,溅射工艺对CrMo合金致密度的要求较高,CrMo混合粉末100的均匀性直接影响形成CrMo合金的致密度,因此,对CrMo混合粉末100的均匀程度要求较高。在本实施例中,混合Cr粉末201和Mo粉末202的时间较长,混合Cr粉末201和Mo粉末202的时间在12?24h的范围内,V形腔室204的转速6_8r/min的范围内,以使得CrMo混合粉末100均匀度较高,在后续的热等静压工艺中,Cr原子和Mo原子在均匀分布的基础上能够充分相互扩散,有利于形成致密度更高的CrMo合金。
[0052]在本实施例中,所述CrMo混合粉末100中,CrMo的质量比在2:3到3:2的范围内,但是本发明对CrMo混合粉末100中CrMo的质量比不做限制,CrMo的质量比可以根据所要形成CrMo合金中Cr和Mo的质量比进行任意调配。
[0053]参考图4,执行步骤S3,将CrMo混合粉末100放置入包套101,对CrMo混合粉末100进行预压。
[0054]本实施例中,所述包套101顶部设有开口,所述开口用于将CrMo混合粉末100放置入包套101内部。本发明对所述开口的形状和尺寸不做限制。
[0055]本实施例中,包套101侧壁可以留有一个孔,用于从所述包套101上引出脱气管。由于CrMo混合粉末100在热等静压成型过程的收缩比较大,容易导致烧结过程中包套出现破裂,烧结失败。
[0056]本实施例中,将CrMo混合粉末100放置入包套101内之后,采用压力机将CrMo混合粉末100进行预压工艺,使CrMo混合粉末100初步成型致密。所述预压工艺的步骤包括,将模具压块102放置于包套101顶面的开口中,使模具压块103直接压在CrMo混合粉末100上,通过压力机对模具压块103施加压力,所述压力的方向朝向包套101内的CrMo混合粉末100。
[0057]需要说明的是,通过压力机对模具压块102施加的压力过大,则可能损伤包套101,或者可能使压力不均匀的概率增大,通过压力机对模具压块103施加的压力过小,则可能CrMo混合粉末100在预压后仍不够致密。
[0058]可选的,在本实施例中,通过压力机对模具压块102施加的压力在800?1200牛顿的范围内。但是本发明对压力机对模具压块102施加的压力不做限制。在压力作用下,包套101内的CrMo混合粉末100被压实,CrMo混合粉末100的体积缩小。
[0059]需要说明的是,在本实施例中,为避免在预压工艺过程中,所述CrMo混合粉末100溢出包套101,所述模具压块103的形状、尺寸与所述包套101顶部开口的形状、尺寸相匹配,使得在将模具压块103放置于包套101顶部的开口中后,模具压块102与包套101形成密封空间,使得CrMo混合粉末100位于密封空间中,不会溢出包套101之外。
[0060]需要说明的是,在其他实施例中,还可以不在包套101顶面的开口中放置模具压块102,而是将压力机的压头直接放置在包套101顶面的开口中,对包套101中的CrMo混合粉末100施加压力,同样的,压力机的压头的形状、尺寸与所述包套101顶部开口的形状、尺寸相匹配,使得在将模具压块102放置于包套101顶部的开口中后,模具压块102与包套101形成密封空间,使得CrMo混合粉末100位于密封空间中,不会溢出包套101之外。
[0061]还需要说明的是,在本实施例中,在进行预压工艺之前,在包套101外增加固定模具(未示出),在预压工艺中,所述固定模具将所述包套101固定,对模具压块102施加80?120吨压力时,包套101不会产生位移,确保对CrMo混合粉末100的压力较为均匀,不会产生施加于包套101侧面的压力,使包套101不容易变形。
[0062]需要说明的是,在包套101外增加固定模具的步骤可以在提供包套101之后进行,也可以在将CrMo混合粉末100放置入包套101中之后进行,本发明对此不作限制。
[0063]参考图5,执行步骤S4,封闭包套101并抽真空。
[0064]具体地,在本实施例中,在所述包套101顶面的开口上盖上一盖板103,并采用焊接的方式将所述包套101与盖板103焊接在一起,使包套101封闭。
[0065]可选地,所述焊接的方式可以为氩弧焊。
[0066]需要说明的是,在封闭所述包套101之前或之后,从所述包套101上引出脱气管104,所述脱气管104连通所述包套101内部。具体地,本实施例中,可以使所述脱气管104通过包套101侧壁留有的孔进入包套101内部。使一抽真空设备105与所述脱气管104相连。
[0067]参考图6,开始抽真空,具体地,启动抽真空设备105,使包套101内部的气体从脱气管104排出。
[0068]在本实施例中,在包套101内部的真空度到一定程度,例如气压小于或等于2X10 3Pa,即真空度达2X 10 3Pa时,开始对包套101进行加热。进行所述加热过程直至加热到一定温度,例如达250°C?350°C后,进行保温步骤,所述加热及保温过程中,持续抽真空,保持包套101内的气压小于或等于2X 10 3Pa,也就是说,包套101内的真空度至少为2X10 3Pa0上述边加热边抽真空的目的是,加热使CrMo混合粉末100中的杂质变为气态,被抽真空设备排出包套,提纯了 CrMo混合粉末100。CrMo混合粉末100经过上述加热及保温步骤后,基本集结成块状。其次,抽真空过程中,如果包套101所保持的真空度过小,会造成块状材料的致密度过小,增加之后热等静压工艺的成本;如果包套101所保持的真空度过大,会造成CrMo混合粉末100被抽真空设备105抽出,浪费了材料。当保温时间为2_4小时时,可以实现让整个材料的内部温度都可以均匀的达到设定温度,同时可以确保去除低沸点的液态杂质的目的。
[0069]参考图7,执行步骤S5,对所述包套101内CrMo混合粉末100进行热等静压工艺,使CrMo混合粉末100烧结成型,形成CrMo合金。
[0070]步骤S4中的保温结束后,在继续保持包套101内部真空的状态下进行闭气,此时所述包套的气压小于或等于2X 10 3Pa,即真空度至少为2X 10 3Pa0之后,将闭气好的包套101放置在热等静压(Hot Isostatic Pressing, HIP)炉中进行热等静压工艺。在本实施例中,闭气的方法为将脱气管104封闭,具体地,可以将脱气管104堵塞,或是将脱气管104掐断,并将断开的后残留在包套101外部的一端密封,使包套101内部形成一个密闭的真空环境
[0071]热等静压是一种在高温下利用各向均等的静压力对粉末进行压制,并致密烧结成型的工艺方法。该各向均等的静压力一般是通过惰性气体,例如氩气或氮气作为递压介质实现的。热等静压法有聚集热压、等静压等诸多优点。
[0072]热等静压的参数主要包括:温度、环境压强及保温时间且三者不成比例关系,对于CrMo混合粉末100,由于Cr和Mo的熔点较高,因此在热等静压工艺中,需要较高的温度和外界压强才能使Cr原子和Mo原子获得足够的能量,使Cr原子和M
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