TiAl合金陶瓷焊接制件及其一体成形制备方法

摘要：

本发明提供了一种TiAl合金陶瓷焊接制件及其一体成形制备方法，该制备方法包括以下步骤：制备粉末压坯：选取原料粉末，并利用近终成形技术制得粉末压坯；所述原料粉末采用TiAl合金粉末、烧结活化助剂和粘结剂混合得到；烧结连接：将陶瓷件和粉末压坯进行烧结处理，得到连接件样品；热等静压；将连接件样品进行热等静压处理，得到成品。该制备方法将TiAl粉末的烧结过程与和陶瓷连接过程进行一体化集成，整个制备过程无需TiAl合金的制造加工，实现更加简便的异种材料连接方法，实现短流程高可靠性的TiAl和陶瓷异种材料连接构件的制造。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202110351960.2

申请日期：2021-03-31

公开/公告号：CN113182514A

公开/公告日：2021-07-30

主分类号：B22F1/00(2006.01)

申请/专利权人:北京科技大学

发明/设计人:路新;张策;潘宇;刘博文;徐伟;高营;张嘉振

主申请人地址:100083 北京市海淀区学院路30号

专利代理机构:北京辰权知识产权代理有限公司

代理人:佟林松

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 制备粉末压坯：选取原料粉末，并利用近终成形技术制得粉末压坯；所述原料粉末采用TiAl合金粉末、烧结活化助剂和粘结剂混合得到； 烧结连接：将陶瓷件和所述粉末压坯进行烧结处理，得到连接件样品； 热等静压；将所述连接件样品进行热等静压处理，得到成品。 2.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述烧结活化助剂为Co粉和Sn粉的混合粉末；所述Co粉和Sn粉的质量比为6～9：4～1。 3.根据权利要求2所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述Co粉在所述Co粉、Sn粉和TiAl合金粉末的所有金属元素中的摩尔比为0.5～5％； 所述Sn粉在所述Co粉、Sn粉和TiAl合金粉末的所有金属元素中的摩尔比为0.5～5％； 优选地，所述Co粉的粒度≤75μm，所述Sn粉的粒度≤48μm。 4.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述烧结处理的工艺条件为：烧结温度为1250～1350℃，烧结时间为1.5～2.5h。 5.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述热等静压的工艺条件为：温度为1050～1250℃，压力为75～150MPa，保温时间为30min～2h。 6.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述近终成形技术为模压、冷等静压和注射成形工艺中的任一种。 7.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述TiAl合金粉末为球形或非球形预合金粉末，其粉末粒度≤75μm； 所述粘结剂为乙醇-尼龙溶液或庚烷-石蜡溶液； 所述陶瓷件为A2O3陶瓷板、ZrO2陶瓷板或Si3N4陶瓷板。 8.根据权利要求1所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，在所述烧结连接处理前还包括连接前处理： 将所述粉末压坯的待连接界面以及所述陶瓷件的待连接界面进行平整化处理。 9.根据权利要求8所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法，其特征在于，所述待连接面上涂覆有Co粉和Sn粉的混合粉末；所述Co粉和Sn粉的质量比为6～9：4～1，所述混合粉末的涂覆厚度≤100μm。 10.一种TiAl合金陶瓷焊接制件，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的TiAl合金陶瓷焊接制件的一体成形制备方法制备得到。