1.一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,按質量百分比,包括以下步驟:
1)按照γ-TiAl合金的成分配料,Al:20-40wt%,Nb:10-20wt%,其余Ti為基體,添加0-10wt%的 B、V、Cr、W、Y合金元素,熔煉成γ-TiAl合金棒;
2)對γ-TiAl合金棒鍛造加工,消除棒材內部缺陷,隨后進行去應力退火,防止加工后回彈變形;
3)對退火態的γ-TiAl合金棒精車加工,加工后的高精度合金棒為:直徑為20-100mm,長度為50-1000mm,圓跳動小于0.1mm/m,表面粗糙度小于3μm;
4)裝載高精度合金棒至反應室中,對反應室抽真空至10-3-10-2Pa,向反應室充入氦氣、氬氣或氦氬混合氣,使腔室內壓力為0.01-1MPa,氣氛中氧含量小于0.5wt%;
5)PREP制粉設備的等離子槍功率為30-300kW,等離子炬包含鎢陰極和銅陽極,等離子體對高精度合金棒端部加熱,高精度合金棒轉速為3000-35000r/min,使高精度合金棒端部均勻熔化,霧化液滴在離心力作用下從合金棒端部被甩出,形成細小液滴,液滴在惰性氣體環境中快速冷卻成球形顆粒,落入反應室底部收集器中,制得γ-TiAl合金粉末;
6)對制得的γ-TiAl合金粉末在惰性氣體保護環境下篩分和包裝。
2.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,所述的γ-TiAl合金粉末平均粒度為40μm-1.5mm。
3.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,所述的γ-TiAl合金粉末球形顆粒占比大于99%。
4.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,所述的γ-TiAl合金粉末沒有夾雜物。
5.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,所述的步驟5)制粉過程增氧量為小于100ppm的超低增氧量。
6.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,按質量百分比,包括以下步驟:
1)按照γ-TiAl基合金的成分配料,Ti:48.32wt%,Al:31.5wt%,Nb:15.82wt%,Cr:1.26wt%,V:3.10%,熔煉成γ-TiAl合金棒;
2)對熔煉的γ-TiAl合金棒進行鍛造加工后,去應力退火;
3)對退火態γ-TiAl合金棒進行精車加工,加工后的高精度合金棒為:直徑為85mm,長度為900mm,圓跳動0.03mm/m,粗糙度0.98μm;
4)裝載高精度合金棒至反應室中,對反應室抽真空至2*10-3Pa,向反應室充入氦氣,使腔室內壓力為0.3MPa,氣氛中氧含量為150ppm;
5)PREP制粉設備的等離子槍功率為280kW,等離子炬包含鎢陰極和銅陽極,等離子體對合金棒端部進行加熱,高精度合金棒轉速為30000r/min,使高精度合金棒端部均勻熔化,霧化液滴在離心力作用下從高精度合金棒端部被甩出并形成液滴,液滴在惰性氣體環境中快速冷卻成球形顆粒,落入反應室底部收集器中;
6)對制得的γ-TiAl合金粉末在惰性氣體保護環境下篩分和包裝;
所述的γ-TiAl合金粉末平均粒度為51μm;
所述的γ-TiAl合金粉末球形度99.6%;
所述的γ-TiAl合金粉末無夾雜;
所述的步驟5)制粉過程中增氧量為50ppm;
對上述粉末進行增材制造成型,并進行熱處理,其力學性能為:屈服強度965MPa,抗拉強度1051MPa,斷后伸長率14.1%,斷面收縮率35%。
7.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,按質量百分比,包括以下步驟:
1)按照γ-TiAl基合金的成分為配料,Ti:51.93wt%,Al:28.57wt%,Nb:18.58wt%,W:0.87wt%,B:0.05wt%,熔煉成γ-TiAl合金棒;
2)對熔煉的γ-TiAl合金棒進行鍛造加工后去應力退火;
3)對退火態γ-TiAl合金棒進行精車加工,加工后的高精度合金棒為:直徑為35mm,長度為150mm,圓跳動為0.07mm,粗糙度為2.5μm;
4)裝載合金棒至反應室中,對反應室抽真空至9*10-3Pa,向反應室充入氦氬混合氣,使腔室內壓力為0.07MPa,氣氛中氧含量為350ppm;
5)PREP制粉設備的等離子槍功率為150kW,等離子炬包含鎢陰極和銅陽極,等離子體對高精度合金棒端部進行加熱,高精度合金棒轉速為4000r/min,使高精度合金棒端部均勻熔化,霧化液滴在離心力作用下從高精度合金棒端部被甩出,熔融金屬在離心力作用下霧化飛出,形成細小液滴,液滴在惰性氣體環境中快速冷卻成球形顆粒,落入反應室底部收集器中,制得γ-TiAl合金粉末;
6)對制得的γ-TiAl合金粉末在惰性氣體保護環境下篩分和包裝;
所述的γ-TiAl合金粉末平均粒度為1.1mm;
所述的γ-TiAl合金粉末球形度99.5%;
所述的γ-TiAl合金粉末無夾雜;
所述的步驟5)制粉過程中增氧量為100ppm;
對上述粉末進行增材制造成型,并進行熱處理,其力學性能為:屈服強度903MPa,抗拉強度1001MPa,斷后伸長率13%,斷面收縮率30%。
8.根據權利要求1所述的一種高品質γ-TiAl球形粉末的制備方法,其特征在于,按質量百分比,包括以下步驟:
1)按照γ-TiAl基合金的成分為配料,Al:26.89wt%,Nb:9.85wt%,Ti:38.57wt%,Cr:5.51wt%,Ta:19.18wt%,并熔煉成γ-TiAl合金棒;
2)對熔煉的γ-TiAl合金棒進行鍛造加工,隨后進行去應力退火;
3)對退火態γ-TiAl合金棒進行精車加工,加工后的高精度合金棒為:直徑為66mm,長度為550mm,圓跳動0.05mm,粗糙度1.89μm;
4)裝載高精度合金棒至反應室中,對反應室抽真空至1*10-3Pa,向反應室充入氬氣,使腔室內壓力為0.75MPa,氣氛中氧含量300ppm;
5)PREP制粉設備的等離子槍功率為250kW,等離子炬包含鎢陰極和銅陽極,等離子體對高精度合金棒端部進行加熱,高精度合金棒轉速為15000r/min,使高精度合金棒端部均勻熔化,霧化液滴在離心力作用下從合金棒端部被甩出并形成細小液滴,液滴在惰性氣體環境中快速冷卻成球形顆粒,在重力作用下沿光滑的腔室內壁滑至腔室下方的收集器中,腔室由循環冷卻水冷卻,制得γ-TiAl合金粉末;
6)對制得的γ-TiAl合金粉末在惰性氣體保護環境下進行篩分和包裝;
所述的γ-TiAl合金粉末平均粒度為155μm;
所述的γ-TiAl合金粉末球形度99.2%;
所述的γ-TiAl合金粉末無夾雜;
所述的步驟5)制粉過程中增氧量為90ppm;
對上述粉末進行增材制造成型,并進行熱處理,其力學性能為:屈服強度947MPa,抗拉強度1021MPa,斷后伸長率13.5%,斷面收縮率33%。