[发明专利]一种TiAl基合金蜂窝结构的制备方法

摘要

一种TiAl基合金蜂窝结构的制备方法，涉及一种金属蜂窝结构的制备方法。本发明是为了解决目前制备的蜂窝结构存在大量的缩松等缺陷、工序长、能耗高，成本高，且蜂窝壁存在大量焊缝，工艺稳定性差，而且目前TiAl基合金高温变形抗力大，薄板制备技术难以突破的技术问题。本发明一、锻造；二、挤压；三、水切割；四、拉制；五、钎焊。在本发明的方法降低了成本，蜂窝单元通过高温拉伸获得，避免了精铸法的大量铸造缺陷和弯折/焊接工艺的大量焊缝，提高了其力学性能和结构稳定性；此外，本发明的蜂窝芯为整体成形，提高了结构的平整性。本发明应用于制备TiAl基合金蜂窝结构。

主权项

一种TiAl基合金蜂窝结构的制备方法，其特征在于TiAl基合金蜂窝结构的制备方法是按以下步骤进行：一、锻造：将TiAl基合金坯料电火花切割成圆柱体棒材，放置在真空多功能热压炉中，在真空度为10‑3Pa和升温速度为5℃/min～15℃/min的条件下从室温升温至1150℃～1300℃，在真空度为10‑3Pa和温度为1150℃～1300℃的条件下保温10min～60min，然后在真空度为10‑3Pa、温度为1150℃～1300℃和应变速率为10‑1s‑1～10‑4s‑1的条件下进行开坯锻造至总变形量为30％～80％，然后在真空度为10‑3Pa的条件下随炉冷却至950℃～1100℃，在真空度为10‑3Pa和温度为950℃～1100℃的条件下保温2h～6h，在真空度为10‑3Pa的条件下随炉冷却至室温，得到锻造完的TiAl基合金；所述的圆柱体棒材的高和直径比为1:(0.67～1)；二、挤压：将步骤一得到的锻造完的TiAl基合金电火花切割成块体，放置在真空多功能热压炉中，在真空度为10‑3Pa和升温速度为10℃/min～15℃/min的条件下从室温升温至1200℃～1350℃，在真空度为10‑3Pa和温度为1200℃～1350℃的条件下保温10min～60min，然后在挤压温度为1200℃～1350℃、挤压速率为5mm/min～10mm/min、挤压比为(2～8):1和挤压道次为1～4的条件下进行挤压，挤压完成后在真空度为10‑3Pa的条件下随炉冷却至900℃～1150℃，在真空度为10‑3Pa和温度为900℃～1150℃的条件下退火2h～6h，在真空度为10‑3Pa的条件下随炉冷却至室温，精密抛光得到厚度为5mm～20mm的TiAl基合金板材；三、水切割：将步骤二得到的厚度为5mm～20mm的TiAl基合金板材进行水切割，水切割缝宽度为1mm～2mm，切缝长度为5mm～15mm，切缝两端为180°且半径为0.5mm的圆角，然后进行清洗，将清洗完的TiAl基合金板材放在真空烘箱中，在真空度为1Pa～10Pa和温度为60℃的条件下烘干10h，得到水切割完后的TiAl基合金板材；四、拉制：将步骤三得到的水切割完后的TiAl基合金板材放入真空高温多功能热压炉中，在真空度为10‑3Pa、拉制温度为950℃～1200℃和拉制速度为0.1mm/min～10mm/min的条件下拉制至总变形量为100％～1000％，得到TiAl基合金蜂窝芯，拉制完成后在真空度为10‑3Pa和退火温度为1000℃～1300℃的条件下退火2h～4h，然后在真空度为10‑3Pa的条件下随炉冷却至室温，得到TiAl基合金蜂窝芯；五、钎焊：将步骤二精密抛光得到厚度为5mm～20mm的TiAl基合金板材电火花切割出2块厚度为1mm～4mm的TiAl基合金板材，然后精密抛光，将抛光后的2块TiAl基合金板材和步骤四得到的TiAl基合金蜂窝芯进行钎焊，得到两侧为TiAl基合金板材、中间为TiAl基合金蜂窝芯的三明治结构；所述的钎焊工艺为：采用TiCuNi系钎料、钎焊温度为900℃～1100℃、钎焊压力为1MPa～5MPa、钎焊保温时间为20min～60min，最后随炉冷却至室温。