【技術實現步驟摘要】
【】本專利技術涉及粉末冶金材料，尤其涉及一種具有高拋光性的鈦合金及其設計制備方法。
技術介紹
0、
技術介紹
1、鈦及鈦合金因其優異的強度、輕量化特性及耐腐蝕性能，廣泛應用于航空航天、汽車和醫療等領域。近年來，鈦合金在消費電子領域的應用也逐漸增多，涵蓋了智能手機邊框、耳機殼、音響、智能手表表殼、折疊屏鉸鏈等零件。粉末注射成形法制備鈦合金零部件，是目前小型復雜形狀消費電子零件的主要生產技術。
2、在消費電子領域中，鈦合金外觀件的表面拋光性能極為重要。通常，鈦合金產品的孔隙或低致密度，在其表面拋光時易出現孔隙，導致漫反射，從而嚴重影響了其拋光效果。此外，不同的燒結工藝對鈦合金的微觀組織有顯著影響，進一步影響了樣品的表面拋光性能。目前，消費電子產品對鈦合金零件的表面拋光性能提出了更嚴格的要求，但相關研究尚未見報道。
3、因此，有必要研究一種具有高拋光性的鈦合金及其設計制備方法來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。
技術實現思路
0、
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種具有高拋光性的鈦合金及其設計制備方法，通過采用不同的燒結工藝，實現了鈦合金零部件的燒結致密化，并探討燒結工藝對鈦合金微觀組織的影響規律，從而提高了鈦合金零件的拋光性能。
2、一方面，本專利技術提供一種具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，所述設計制備方法包括以下步驟：
3、步驟一，原料準備：準備適量的tc4鈦合金粉末及粘結
4、步驟二，預混合：將鈦合金粉末與粘結劑放入混料機中，按一定比例進行預混合；
5、步驟三，捏合：將步驟二中tc4鈦合金粉末與粘結劑的混合粉末放入密煉機中進行捏合，得到喂料；
6、步驟四，造粒：將捏合后的喂料用造粒機進行破碎造粒；
7、步驟五，注射成形：將步驟四中的粒狀喂料放入注射機，以一定注射參數進行注射，得到注射生坯；
8、步驟六，脫脂：將步驟五中的注射生坯進行溶劑脫脂；
9、步驟七，熱脫脂：將步驟六中的溶脫件放入真空燒結爐，進行熱脫脂，得到樣品；
10、步驟八，燒結：樣品經過熱脫脂后繼續升溫，以一定的燒結工藝進行燒結，得到具有高拋光性的鈦合金。
11、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟一所選鈦合金粉末名義成分為ti-6al-4v，其d50為12-20μm，氧含量為1600-2300ppm；粘結劑體系為蠟基，其成分包括石蠟，步驟二所述鈦合金粉末占混合料總體積的56％-70％，其余為蠟基粘結劑，預混合時間為25min。
12、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟三中金屬粉末-蠟基粘結劑混合物在sh-2氣氛式捏合機中進行捏合，所用捏合溫度為155-165℃，捏合時間為1.5-2h。
13、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟四所得喂料在cf-ф60雙腕擠出造粒機進行造粒，所用最高造粒溫度為165℃，擠出速度10-20hz，下料速度5-10hz，切割速度5-10hz，粒徑3mm，粒徑長度2-4mm。
14、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟五所得喂料在em120-svp/2震雄120噸注射機中注射，所用注射參數為：注射溫度155-170℃，注射壓力為180-195bar，注射速度為60-80％，模具溫度為40-60℃。
15、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟六所得蠟基注射坯的脫脂方式為溶劑脫脂+熱脫脂，得到溶劑脫脂坯，所用溶劑為三氯乙烯，溶劑脫脂參數為：溶劑溫度40-60℃，脫脂時間為9-20h。
16、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟七所熱脫脂后的樣品隨后在爐子進行燒結，其燒結工藝參數為：升溫速率為2-5℃/min，燒結溫度為850-1300℃，保溫時間為1-8h。
17、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟八所得燒結樣品進行金相制樣并觀察其微觀組織，用240、400、800、1000、1500、2000、3000、5000目砂紙將樣品打磨后，進行拋光，使用kroll試劑對樣品進行擦拭侵蝕20～80s后，得到金相試樣。
18、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法還包括：
19、步驟九，密度測試：得到的燒結件樣品用阿基米德排水法進行密度測試；
20、步驟十，微觀組織觀察：得到的燒結件樣品進行金相制樣后，用掃描電子顯微鏡進行表征。
21、如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種具有高拋光性的鈦合金，通過所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法制備而成，所述鈦合金組織致密度＞99.0％。。
22、與現有技術相比，本專利技術可以獲得包括以下技術效果：
23、1、本專利技術通過粉末注射成形制備的鈦合金，致密度＞99.0％，表面拋光性能得到了提升。
24、2、本專利技術通過調整燒結工藝調控粉末鈦合金的燒結組織，優化得到細晶等軸α-β雙相組織，從而提高鈦合金零件的拋光性能，未引入其它微量元素與增加工藝流程，使成本得到了有效降低。
25、當然，實施本專利技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。
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1.一種具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，所述設計制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟一所選鈦合金粉末名義成分為Ti-6Al-4V，其D50為12-20μm，氧含量為1600-2300ppm；粘結劑體系為蠟基，其成分包括石蠟，步驟二所述鈦合金粉末占混合料總體積的56％-70％，其余為蠟基粘結劑，預混合時間為25min。
3.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟三中金屬粉末-蠟基粘結劑混合物在SH-2氣氛式捏合機中進行捏合，所用捏合溫度為155-165℃，捏合時間為1.5-2h。
4.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟四所得喂料在CF-Ф60雙腕擠出造粒機進行造粒，所用最高造粒溫度為165℃，擠出速度10-20Hz，下料速度5-10Hz，切割速度5-10Hz，粒徑3mm，粒徑長度2-4mm。
5.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟五所得喂料在EM1
6.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟六所得蠟基注射坯的脫脂方式為溶劑脫脂+熱脫脂，得到溶劑脫脂坯，所用溶劑為三氯乙烯，溶劑脫脂參數為：溶劑溫度40-60℃，脫脂時間為9-20h。
7.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟七所熱脫脂后的樣品隨后在爐子進行燒結，其燒結工藝參數為：升溫速率為2-5℃/min，燒結溫度為850-1300℃，保溫時間為1-8h。
8.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟八所得燒結樣品進行金相制樣并觀察其微觀組織，用240、400、800、1000、1500、2000、3000、5000目砂紙將樣品打磨后，進行拋光，使用Kroll試劑對樣品進行擦拭侵蝕20～80s后，得到金相試樣。
9.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法還包括：
10.一種具有高拋光性的鈦合金，通過上述權利要求1-9之一所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法制備而成，其特征在于，所述鈦合金組織致密度＞99.0％。
...【技術特征摘要】
1.一種具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，所述設計制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟一所選鈦合金粉末名義成分為ti-6al-4v，其d50為12-20μm，氧含量為1600-2300ppm；粘結劑體系為蠟基，其成分包括石蠟，步驟二所述鈦合金粉末占混合料總體積的56％-70％，其余為蠟基粘結劑，預混合時間為25min。
3.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟三中金屬粉末-蠟基粘結劑混合物在sh-2氣氛式捏合機中進行捏合，所用捏合溫度為155-165℃，捏合時間為1.5-2h。
4.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟四所得喂料在cf-ф60雙腕擠出造粒機進行造粒，所用最高造粒溫度為165℃，擠出速度10-20hz，下料速度5-10hz，切割速度5-10hz，粒徑3mm，粒徑長度2-4mm。
5.根據權利要求1所述的具有高拋光性的鈦合金的設計制備方法，其特征在于，步驟五所得喂料在em120-svp/2震雄120噸注射機中注射，所用注射參數為：注射溫度155-170℃，注射壓力為180-195bar，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳剛，曲選輝，曲昊，程素進，
申請(專利權)人：寧波鈦鉭新材料技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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