新型金属和金属基复合材料热机械固结成形技术

发稿时间:2021-05-31浏览次数:12

  基于十几年的科学研究,东北大学材料学院先进粉末冶金与技术团队成功开发出新型金属和金属基复合材料粉末热机械固结成形技术,并推进产业化应用,成功制造出低成本高性能钛及钛合金零部件和型材,为快速扩大钛和钛合金材料在装备制造和工程建设上的应用解决了成本高的瓶颈问题。该技术以海绵钛和其它需要的金属或陶瓷粉末为原料,通过粉末加工和热机械固结成形全固态下制备钛,钛合金,其它金属以及金属基纳米复合材料零部件和型材。工艺流程短,能耗低,材料利用率高,近静成形。采用该技术制造的钛及钛合金零部件比传统铸造或锻造制造的零部件的成本低40%,而力学性能比铸件高20%以上,比锻件高10%以上,制造的钛及钛合金型材也具有类似的优势。科研团队近5年在该领域发表了16篇国际期刊学术论文(大部分为SCI期刊),申请了4项发明专利(3项已经授权)。该技术的使用权已经转让给攀枝花市梦梦科技有限公司,该企业已经投资2000万元建设一条年产100吨钛及钛合金零部件和型材的小规模生产线,并在积极推进该生产能力的市场化应用。


1金属粉末热机械固结成形工艺流程示意图


2钛合金零部件及其截面照片


图3 TC4钛合金零部件材料微观组织


图4 TC4钛合金材料的力学性能拉伸曲线


图5 通过加工TiH2粉末和粉末热机械固结成形制备的高强度好塑性的TC4钛合金棒材的微观组织


6 力学性能拉伸曲线以及力学性能与其他方法制备的TC4钛合金的比较