高致密度钛铜合金及其制备方法和应用与流程

本发明属于钛合金，具体涉及一种高致密度钛铜合金及其制备方法和应用。

背景技术：

1、钛铜合金是一种主要由钛和铜组成的合金材料，由于钛具有优异的耐腐蚀性、高强度和轻质特性，铜具有良好的导电性和热传导性，两者的组合使得合金材料具有优异的综合性能。钛铜合金在航空航天、电子和化工等领域得到广泛应用，可以用于制造航空发动机零部件、石油化工设备、电子封装等产品。钛铜合金的研究和应用对推动高端制造技术的发展具有重要意义。

2、目前，常见的钛铜合金的制备方法包括真空熔铸、粉末冶金等方式，其中，真空熔铸制备的合金存在均匀性较差的缺点；而现有粉末冶金方法制备的钛铜合金中的孔隙难以消除，使得粉末颗粒分布不均匀，进而影响合金的密度。因此，获得一种成分均匀性好、致密度高的钛铜合金，对于推动钛铜合金的广泛应用具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成分均匀性好、致密度高的高致密度钛铜合金及其制备方法和应用。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

3、一种高致密度钛铜合金的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）在氮气气氛或惰性气氛下，将钛粉和铜粉混合，得到混合粉末；

5、（2）在氮气气氛或惰性气氛下，将步骤（1）得到的混合粉末先在300℃～500℃进行一次烧结，再在800℃～900℃进行二次烧结，得到钛铜合金粉末；

6、（3）将步骤（2）得到的钛铜合金粉末进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为1000℃～1100℃、压力为180mpa～200mpa，得到高致密度钛铜合金。

7、上述的制备方法，进一步改进的，步骤（1）中，所述混合粉末中钛粉的质量百分含量为90%～99%。

8、上述的制备方法，进一步改进的，所述钛粉的粒径＜215μm，所述铜粉的粒径＜150μm。

9、上述的制备方法，进一步改进的，步骤（2）中，所述一次烧结的时间为30min～50min，所述一次烧结过程中升温速率为3℃/min～5℃/min，所述二次烧结的时间为60min～90min，所述二次烧结过程中升温速率为3℃/min～5℃/min。

10、上述的制备方法，进一步改进的，步骤（3）中，所述热等静压处理的时间为60min～90min。

11、上述的制备方法，进一步改进的，步骤（3）中，所述钛铜合金粉末在热等静压前还包括以下处理：将钛铜合金粉末破碎至250μm以下。

12、上述的制备方法，进一步改进的，所述惰性气氛为氩气。

13、作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的制备方法制得的高致密度钛铜合金。

14、作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的高致密度钛铜合金在靶材中的应用。

15、与现有技术相比，本发明的优点在于：

16、本发明提供一种高致密度钛铜合金的制备方法，以钛粉和铜粉为原料，通过“一次烧结+二次烧结+热等静压处理”的制备策略，即依次经300℃～500℃一次烧结、800℃～900℃二次烧结、1000℃～1100℃热等静压处理，可以制得组分均匀性好、致密度高的高致密度钛铜合金。

技术特征：

1.一种高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合粉末中钛粉的质量百分含量为90%～99%。

3.根据权利要求2所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，所述钛粉的粒径＜215μm，所述铜粉的粒径＜150μm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述一次烧结的时间为30min～50min；所述一次烧结过程中升温速率为3℃/min～5℃/min；所述二次烧结的时间为60min～90min；所述二次烧结过程中升温速率为3℃/min～5℃/min。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述热等静压处理的时间为60min～90min。

6.根据权利要求5所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述钛铜合金粉末在热等静压之前还包括以下处理：将钛铜合金粉末破碎至250μm以下。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的高致密度钛铜合金的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氩气。

8.一种如权利要求1～7中任一项所述的制备方法制得的高致密度钛铜合金。

9.一种如权利要求8所述的高致密度钛铜合金在靶材中的应用。

技术总结本发明公开了一种高致密度钛铜合金及其制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：在氮气气氛或惰性气氛下，将钛粉和铜粉混合得到混合粉末，依次在300℃～500℃进行一次烧结、800℃～900℃进行二次烧结、1000℃～1100℃进行热等静压处理，得到高致密度钛铜合金。本发明的高致密度钛铜合金具有成分均匀性好和致密度高等优点，其相对密度可以达到98%以上。技术研发人员：文崇斌,朱刘,童培云受保护的技术使用者：先导薄膜材料（广东）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4