注射成形镍基高温合金的研究

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1、摘要镍基高温合金由于具有优良的综合性能，广泛地应用于航空航天等领域，但其热加工性较差，而铸造合金中又存在偏析现象，导致了显微组织的不均匀性和力学性能的波动，使其应用受到了限制。金属注射成形(M【M)镍基高温合金不但能得到成分均匀、晶粒细小的组织，而且在小型复杂形状零部件的制备上独具优势。本文探讨了金属注射成形技术制备高性能镍基高温合金的工艺参数和后续处理的全过程，包括分别以气雾化预合金粉和机械合金化母合金粉为原料制备MIMInconel718合金两部分内容。通过金相显微技术、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、差热分析等现代分析手段开展了大量的实验工作及理论分析

2、。研究了以气雾化粉为原料制备MIMIneonel718合金的工艺过程。实验表明，采用油基多组元粘结剂，装载量选取60％(体积分数)，可得到适宜注射的喂料。最佳的注射工艺参数为：注射温度为155士2℃，模温为40℃，注射压力为系统压力的68％。粘结剂的脱除采用两步脱脂法，先用CH2C12浸泡成形坯4h可脱除58％～60％粘结剂，然后在氩气气氛中热脱脂可以将坯件中粘结剂脱除完全，预烧结温度为1080℃时可以获得适合强度的脱脂生坯，热脱脂的理想脱脂工艺为：2。C／min．；200*C(60min)2。C／mi斗385*(2(60min)一2。C／mirt425。C(90m

3、in)2。C／min．600℃(30min)5。C／mirt1080℃(60min)随炉冷却。脱脂后采用5×10一Pa、1275。C下真空烧结2h可以得到相对密度为98％的拉伸样，其抗拉强度为1054MPa、延伸率为25．4％，硬度为HRC37。烧结样在1190℃，110MPa的压力下4小时的热等静压处理后，其密度达到了理论密度的99．9％以上，室温抗拉强度为1009MPa，延伸率为39．3％，硬度为HRC30。热等静压后试样经过热处理其室温抗拉强度为1250MPa，屈服强度为1078MPa，延伸率为21．7％，硬度为HRC42，超过了同牌号的铸造合金性能，达到了A

4、MS5662G锻造合金标准；其在650℃的抗拉强度为1177MPa，屈服强度为1050MPa，延伸率为16．6％，也已经达到了AMS5596锻造合金标准。机械合金化制备母合金粉用于MIM镍基高温合金具有成本较低和能够改善喂料、强化烧结的前景。初步实验结果表明：采用机械合金化母合金粉制备的Inconel718合金模压试样在1270℃下烧结后的抗拉强度为650MPa，延伸率为7．5％。注射成形试样经过热等静压后密度达到了99．9％，其抗拉强度为504MPa，延伸率为4．5％。关键词：金属注射成形，镍基高温合金，工艺参数，热等静压，力学性能ⅡABSTRACTN卜based

5、superalloyhaswonderfulpropertiesandiSusedextensivelyinaerospaceandotherapplication，butitisnoteasytobemachinedandthecastalloyexsitsegregation，whichleadtoadecreasingofthestabilityofmechanicalpropertiesandthehomegeneousofmicrostructure．BythemeansofⅦM，theNi—basedsuperalloywithacharacterofh

6、omegeneouscomponentandrefinninggrainCanbeprepaired．Moreover,ni—basedsuperalloyproductsbyMIMhaveadvantageinappllyinsmallcomplexshapecomponents．Inthisarticle，theprocessingofMIMNi-basedsuperalloyInconel718fromtwokindsofpowderandtheup-stagetreatmentofcompacthavebeeninvestigatedbythemeansof

7、SEM，XRD，DTA，EnergespectrumandMetallographicanalysis．111eprocessofmakingMIMInconel718alloyusinggas-atomizedpowderwasstudied．Anoil—basemulti—componetbindersystemwithpowderloading60v01％Wasinjectionmolded．Theoptimalmoldingparametersforthefeedstockareasfollowing：temperatureformolding155士2