无气孔高密度锆或锆合金粉末冶金异型件制备工艺.pdf

本发明涉及一种无气孔高密度锆或锆合金粉末冶金异型件制备工艺。该工艺主要采用海绵锆加工成氢化锆粉，100目-300目粒度搭配，采用橡胶模具成型，等静压260-350兆帕压力压铸，经真空脱氢，再经过真空烧结炉1200-1420度烧结，达到密度98％以上。采用此工艺加工的锆或锆合金粉末冶金异型件，无气孔、高密度，标志着对这一项目的探索成功，目前在国内处于领先地位。

1、  无气孔高密度锆或锆合金粉末冶金异型件制备工艺，其特征是按照如下步骤实施：
(1)海绵锆氢化：海绵锆通过氢化工艺制成氢化锆粉，研磨至100目---300目粒度搭配；
(2)压制成型：将研细的海绵锆粉装入橡胶模具，在等静压260-350兆帕压力压制成型；
(3)真空脱氢；
(4)将脱氢后的工件在真空烧结炉内在1200-1420度烧结。

无气孔高密度锆或锆合金粉末冶金异型件制备工艺
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，特别是有色金属材料异形件的加工。
背景技术
目前，大家公知锆或锆合金粉末冶金制品具有高强度和耐腐蚀性的特点，其主要应用在化工行业及核工业生产的异型件中，主要优点是具有稳定的物理、化学性能和力学性能，抗腐蚀性能优于金属钛，在150摄氏度的温度下不与任何浓度的盐酸、硝酸、醋酸等有机和无机酸以及浓度低于50％的硫酸发生作用的特点，而且碱的水溶液也不与锆发生腐蚀作用。但锆材料在实际的应用中，目前国内只有铸锭、板材、管材及棒材等型材，对异型件的生产只有用真空浇注的石墨模型，但放气量大造成异型件内部气孔较多，且不易被发现，致使浇注的异型件制品气孔多，密度低，实用性不高。此工艺上的难题，目前尚没有有效的办法来解决。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明提供一种无气孔高密度锆或锆合金粉末冶金异型件制备工艺。
该发明采用的技术方案是：用海绵锆加工成氢化锆粉，100目---300目粒度搭配，采用橡胶模具成型，在等静压260-350兆帕压力压铸，经真空脱氢，再经过真空烧结炉1200-1420度烧结，达到密度98％以上。
采用该工艺先成型后脱氢，解决了粉末脱氢后易燃无法制作和传统工艺粉末冶金异型件无法成型和密度不均匀、密度不高的难题，并且此工艺经过真空分段烧结，达到了无气孔、密度大于98％以上的优良效果。
具体实施方式
下面详细说明本发明的工艺原理：
用粉末冶金法生产锆的异型件制品，可以解决异型件制品的气孔和密度偏低的问题，同时也提高了锆制品异型件的物理性能和力学性能。但是锆粉末冶金制品生产有三大难点：其一，粉末难取；其二，成型压力要求较高，一般的油压机达不到要求；其三，真空烧结温度控制难度大。本发明经过多次小批试验和中试工作，基本解决了以上所述的三大难点，达到了预期的目标。它所采用的工艺是按照如下步骤实施：
(1)海绵锆氢化：海绵锆通过氢化工艺制成氢化锆粉，研磨至100目---300目粒度搭配；
(2)压制成型：将研细的海绵锆粉装入橡胶模具，在等静压260-350兆帕压力压制成型；
(3)真空脱氢；
(4)将脱氢后的工件在真空烧结炉内在1200-1420度以下烧结。
采用此工艺加工的锆或锆合金粉末冶金异型件，无气孔、高密度，标志着对这一项目探索成功，目前在国内处于领先地位。这种新技术、新工艺、新材料可以帮助化工企业在高温用酸的环境下改变生产条件，防渗漏、腐蚀，大大降低了化工生产企业的生产成本，充分展示了其巨大的社会效益。
金属氢化工艺及脱氢工艺属于本领域技术人员的公知技术，本发明不再描述其具体工艺过程。