CN107760897A - 以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钛与钛合金的制备和加工成形技术领域，具体涉及一种以氢化海绵钛为原材料制造粉末冶金钛与钛合金及其零部件的方法，其工艺流程：海绵钛氢化→同步球磨制粉氢化钛粉末或者混合粉末→粉末压坯→快速烧结并同步脱氢→热机械固结或者成型→彻底真空脱氢→合金制品。该方法实现氢化海绵钛与合金化原料的同步球磨制备混合粉末，粉末不需要筛分，出粉率大于96％；在惰性气氛保护下完成粉末的压坯、快速加热合金化、热机械固结与成型。本发明的工艺流程短，效率高，可以制造出高致密度(≥99.8％)和低氧含量(≤0.26％)的钛与钛合金制品；合金的主要力学性能高于普通变形钛合金的水平，且成本明显低于常规的粉末冶金钛合金。

Description

以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法

技术领域

本发明属于钛与钛合金的制备和加工成形技术领域，具体涉及一种以氢化海绵钛为原材料制造粉末冶金钛与钛合金及其零部件的方法。

背景技术

钛合金具有低密度、金属结构材料中最高的比强度、优异的耐腐蚀和耐热性能、无磁性等突出优点，在航空航天、武器装备轻量化、石油化工、海洋工程和舰船工业、汽车制造、生物医用和体育休闲等领域表现出十分诱人的广阔的应用前景，是一种极其重要的结构材料和战略材料。然而，由于钛合金高温活性大、变形抗力高且加工性能较差，使钛合金在制备、加工和成形方面条件苛刻，最终造成钛合金零部件高昂的成本。当前，高成本已经成为钛合金大规模工业应用的最大障碍。

铸锭冶金法和粉末冶金法是钛合金制备和零部件制造的两大主流方法。铸锭冶金法首先通过真空自耗电弧炉、真空感应熔炼炉或者电子束冷床炉等方法熔炼出钛合金铸锭，然后将铸锭进行开坯锻造和锻造、挤压、轧制等二次加工或成型得到钛材或部件毛坯，最终进行热处理、焊接和机加工等处理得到所需的钛合金零部件。很明显，铸锭冶金法制造钛合金材料和零部件，工艺流程长、工艺复杂、设备投资大、能耗大、材料利用率很低，这直接导致钛合金的成本太高。当前，在低成本钛合金设计、短流程制造(如：石墨型或陶瓷型精密铸造)、大型电子束冷床炉生产钛锭和钛料回收再利用等低成本化制造方面取得显著的进展，然而仍不足以从根本上解决钛合金成本过高对其规模化应用带来的障碍。

粉末冶金法是实现钛合金低成本化制造的突破口。当前低成本钛合金粉末冶金技术使用的原材料主要是氢化脱氢的纯钛粉末，也有少量研究机构直接使用氢化钛粉末。这种技术将氢化脱氢的钛粉或者氢化钛粉与合金元素粉末进行机械球磨或者机械混合均匀化，然后把粉末混合体进行压坯或者近净成形压坯，最终通过真空/保护气氛烧结或者热压烧结完成钛的合金化和致密化。这种常规的钛合金粉末冶金技术，虽然能够明显降低钛合金材料和零部件制造的成本，但仍然存在以下典型的不足：

1.成本仍然偏高。如：-200目的氢化脱氢钛粉或者氢化钛粉价格就在200元/kg以上，高温烧结时间长(2～6小时)，能耗大；

2.氧含量偏高，普遍在0.40％～0.60％(质量比，下同)。主要因为使用的氢化钛粉末、钛粉末和合金化粉末的原材料，普遍经过钝化处理，高温合金化过程中颗粒表层的氧溶解进入合金内部；

3.致密度不足够高(≤98％)。烧结的压力低，不能通过足够的热塑形变形消除颗粒间的空隙和合金内部的孔洞。若借助高温锻造或热等静压提高致密度，又会造成成本显著提高；

4.晶粒尺度较粗大，平均晶团尺寸普遍高于100μm。因为初始粉末仍然较粗(-200目或-300目)，且高温烧结温度高(1300～1400℃)，烧结时间较长(2～6小时)；

5.尽管粉末冶金钛合金拉伸强度和硬度值得到显著提高，但由于氧含量高和致密度低，造成室温延伸率普遍较低(粉末冶金TC4的延伸率≤9％)，远低于常规的锻造钛合金；

6.生产周期仍然较长。主要体现在粉末筛分与混粉和真空烧结两个环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以氢化海绵钛为原材料制备钛与钛合金材料并同步制造零部件的方法，针对性解决当前粉末冶金钛合金在氧含量高、致密度偏低、室温延伸率不足、晶粒较粗大、生产周期过长和成本仍然过高等方面的问题，实现低成本低氧含量粉末冶金钛与钛合金的快速制备和成型。

本发明的技术方案是：

一种以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，包含以下工序：①海绵钛的氢化；②同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末；③粉末压坯；④快速烧结并同步部分脱氢；⑤热机械固结或者成型；⑥彻底真空脱氢；⑦合金制品。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序①中海绵钛的氢化处理，是在氢化炉中，350～750℃温度和0.9～1.5atm氢气压力的条件下，保持1～6小时完成的。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是指将氢化海绵钛或者氢化海绵钛与合金化原料按照化学计量比一起装入球磨罐中，进行同步球磨粉碎和混合均匀化；加入的合金化原材料，是纯元素粉末、易破碎的中间合金颗粒或者粉末，或者是氢化物颗粒或者粉末。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是在惰性气氛保护下进行的，球磨机采用行星式球磨机、搅拌式球磨机或者滚筒式球磨机；球磨制得的氢化钛粉末或者合金的混合粉末，不需要进行筛分处理。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序③中的粉末压坯，是在惰性气氛保护下，取工序②制备的氢化钛粉末或者合金的混合粉末装入模具中，在300～1500MPa压力保压1～60分钟完成压制。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序④中粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢，是在惰性气体保护下，借助感应加热、放电等离子加热或者直流电内加热，以30～200℃/min速率升温到1000～1350℃并保温0～60分钟完成的；快速烧结过程实现部分的脱氢，烧结块中氢含量降低至0.6～1.2％。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序⑤中的热机械固结或者成型，是在配备可调节气氛的密闭工作箱的液压机上完成的，将工序④中完成高温烧结和保温的粉末压坯直接快速转移到挤压模具或者锻造模具内，借助挤压或者锻造作用完成充分的致密化和热成型。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序②到工序⑤过程中涉及到的粉末球磨、粉末压坯、快速烧结、热机械固结或者成型，控制惰性气氛中的氧含量在0～200ppm。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序⑥中的真空脱氢，脱氢温度控制在400～850℃，真空度保持在1.0×10^-2～1.0×10^-4Pa，脱氢时间4～10h。

所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，工序⑦中的合金制品，根据致密化和成型时使用模具的不同，是棒材、管材或厚板的挤压长型材，或者是锻造成型的零部件，合金类型覆盖纯钛或任意成分的钛合金。

本发明的优点及有益效果是：

本发明以氢化海绵钛为原材料，通过同步机械球磨快速制备氢化钛或者氢化钛与合金化元素的混合粉末，成本是市场采购的氢化钛或者氢化脱氢钛粉末价格的40％。并且，本发明的制粉效率、出粉率和粉末品质都非常高。粉末制备、压坯、烧结和热机械固结致密化或成型，均在惰性气氛保护下进行，十分有利于控制合金的氧含量。平均粉末颗粒尺寸仅为约4μm，粉末压坯采用快速升温手段烧结，且结合热机械固结手段直接进行致密化和成型，这能显著提高合金制品的致密度和冶金质量，提高生产效率、实现短流程制造。总体来说，本发明可以制造出99.8％以上致密度、0.25％以内氧质量含量、主要力学性能指标高于锻造钛合金、成本低于普通钛合金铸件的高品质粉末冶金钛合金材料及其零部件。

附图说明

图1为氢化海绵钛和AlV40中间合金同步机械球磨2小时后的元素分布图；其中，(a)Ti元素；(b)Al元素；(c)V元素。

图2为粉末冶金TC4钛合金挤压棒材的挤压态组织。

图3为粉末冶金TC4钛合金挤压棒材的固溶时效态组织。

图4为氢化海绵钛与纯铝粉和电解铁粉同步机械球磨2小时后的元素分布图；其中，(a)Fe元素；(b)Al元素。

图5为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图5所示，本发明以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的技术，其工艺流程如下：海绵钛的氢化→同步机械球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末→惰性气氛下粉末压坯或者近净成型制坯→惰性气氛下快速烧结并同步部分脱氢→惰性气氛下热机械固结或成型→彻底真空脱氢→合金制品。其中：

①海绵钛的氢化：在氢化炉中，将海绵钛在350～750℃温度和0.9～1.5atm氢气压力的条件下，保持1～8小时，制备出氢化海绵钛；

②同步机械球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末：在惰性气氛保护下，将氢化海绵钛或者氢化海绵钛与合金化原材料一起装入球磨机的球磨罐中，同步进行机械球磨破碎和粉末混合均匀化。加入的合金化原材料，可以是纯元素粉末、易破碎的中间合金颗粒或者粉末，也可以是氢化物颗粒或者粉末；所用球磨机可以是行星式球磨机、搅拌式球磨机或者滚筒式球磨机等；

由于氢化海绵钛的脆性，很容易球磨破碎并同步和合金化原料快速混合均匀。颗粒破碎和粉末混合过程中不需要使用任何的过程控制剂，粉末不会发生冷焊。这使得制粉效率和出粉率显著提高，粉体颗粒尺寸更细，并保证粉末的纯净度；

③粉末压坯：在惰性气氛保护下，将机械球磨制备的氢化钛粉末或者合金的混合粉末，装入特定形状的模具中，在300～1500MPa压力下保压0～1.0小时完成的。

其中，步骤②机械球磨的氢化钛粉末，无需筛分处理即可直接使用，且可以控制粉末在球磨后出粉、封装、转移和压坯过程中，始终处于惰性气氛保护下，可以不经受钝化处理。步骤②机械球磨的混合粉末，如果需要进行钝化处理后再使用，则具体钝化工艺为：500ppm氧含量的氩气气氛箱中，保持气氛压力为0.9-1.05atm，钝化60分钟。钝化过程中，每隔10分钟将粉末搅拌一次，保证粉末颗粒的表面都受到钝化。

④粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢：在惰性气氛保护下，借助感应加热、放电等离子加热和直流电内加热等通用的快速加热方式中的一种，以30～200℃/min速率升温到1000～1350℃并保温0～60分钟完成的；烧结过程粉末坯中氢质量含量降低至0.6～1.5％；

⑤热机械固结或者成型：是在配备可操作的密闭气氛箱的液压机上，将工序④中完成高温保温的粉末压坯，直接快速转移到挤压模具或者锻造模具内，通过挤压或者锻造作用同步完成致密化和热成型。工序④和⑤的整个过程都保持密闭气氛箱中惰性气氛的氧含量低于200ppm；

⑥真空脱氢：将步骤⑤中制造的合金材料或者零部件进行彻底脱氢，保证合金中氢质量含量低于0.01％。脱氢过程是在400～850℃和1.0×10^-2～1.0×10^-4Pa真空度下保持4～10h完成的；

⑦合金制品：合金类型覆盖纯钛和任意成分的钛合金；根据粉末压坯和粉末固结或成型时使用模具的不同，合金制品可以是棒材、管材和厚板等特定横截面的挤压型材，也可以是锻造成型的零部件。

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1

本实施例的具体工艺流程为：

①海绵钛的氢化：在氢化炉中，将颗粒尺寸小于30mm的海绵钛在450℃和1.0～1.2atm氢气压力的条件下，保持2小时，制备出氢化海绵钛(氢的含量4.3wt.％)；

②同步机械球磨制备氢化钛粉末：在氩气保护下，将氢化海绵钛原材料装入行星式球磨机或者搅拌式球磨机的球磨罐中，同步进行机械球磨破碎并制备出氢化钛粉末。其中，球料质量比为2.5:1和球磨机转速300rpm条件下，球磨30min可以制备出颗粒尺寸小于25μm的氢化钛粉末，球磨1h可以制备出颗粒尺寸小于15μm的氢化钛粉末，且平均颗粒尺寸小于4μm；不需要筛分分级处理，粉末出粉率高达97％。

③粉末压坯：在氩气保护下，将机械球磨制备的氢化钛粉末，装入φ60mm内径的模具中，在950MPa液压机压力下保压1min完成压制。控制粉末在出粉、封装、转移和压坯过程中，始终处于氧含量低于120ppm的氩气保护下；

④粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢：在氧含量低于120ppm的氩气保护气氛箱中，借助中频感应加热，以100℃/min的速率升温到1000℃并保温1分钟；烧结过程中粉末压坯中氢的含量降低至0.95wt.％；

⑤热机械固结或者成型：是在配备可操作的密闭气氛箱的液压机上，将工序④中完成高温保温的粉末压坯，直接快速转移到挤压模具筒内，以16:1的挤压比挤出，完成致密化。整个过程都保持密闭气氛箱中氩气气氛的氧含量低于120ppm；

⑥真空脱氢：将步骤⑤中制造的钛挤压棒在700℃，1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa真空度下保持6h，使纯钛挤压棒中残留的氢得到彻底释放，最终氢的含量为0.085wt.％；

⑦合金制品：经过步骤①～⑥工序，制造出纯钛的挤压棒；

本实施例制备的粉末冶金纯钛挤压棒材，氧质量含量仅为0.20％，致密度高达99.8％，拉伸强度为620MPa，延伸率达到35％，成本接近TA1纯钛铸锭。

实施例2

本实施例的具体工艺流程为：

①海绵钛的氢化：在氢化炉中，将零级海绵钛在450℃和1.0～1.2atm氢气压力的条件下，保持2h，制备出氢化海绵钛(氢的含量4.3wt.％)；

②同步机械球磨制备合金的混合粉末：按照TC4钛合金Ti-6Al-4V的质量配比，将氢化海绵钛和脆性的AlV40中间合金颗粒一起装入搅拌式球磨机的球磨罐中，在氩气保护下同步机械球磨破碎并混合均匀化制备出氢化钛和AlV40的混合粉末。其中，球料质量比为2.4:1、球磨机转速300rpm、球磨2h，制备出的混合粉末颗粒尺寸小于15μm，平均颗粒尺寸小于4μm；不需要筛分分级处理，粉末出粉率高达98％。如图1所示，本步骤制备的TC4钛合金的混合粉末原材料中，AlV40的颗粒尺寸小于1.0μm，且分布均匀。

③粉末压坯：取机械球磨制备的粉末混合体，装入φ200mm内径的模具筒中，在950MPa液压机压力下保压2min完成压制。控制粉末在球磨后的出粉、封装、转移和压坯过程中，始终处于氧含量低于120ppm的氩气保护下；

④粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢：在氧含量低于120ppm的氩气气氛箱中，借助中频感应加热，以100℃/min的速率将压坯加热到1200℃并保温2分钟；烧结过程中粉末坯料中氢的含量降低至1.2wt.％；

⑤热机械固结或者成型：是在配备可操作的密闭气氛箱的液压机上，将工序④中完成高温烧结的粉末坯料，直接快速转移到挤压模具筒内，以16:1的挤压比挤出，完成致密化，制造出TC4钛合金棒材。整个过程都保持密闭气氛箱中氩气气氛的氧含量低于120ppm；

⑥真空脱氢：将步骤⑤中制造的TC4钛合金挤压棒在700℃，1.0×10^-3～1.0×10^{- 4}Pa真空度下保持6h，使TC4钛合金挤压棒中残留的氢得到彻底释放，最终氢含量为90ppm；

⑦合金制品：经过步骤①～⑥工序，制造出TC4钛合金挤压棒；

本实施例制备的TC4钛合金挤压棒材，氧质量含量仅为0.22％，致密度高达99.8％；合金实测成分为：Ti-6.05Al-4.02V(wt％)。经过950℃/30min/WQ固溶+580℃/6h/FC时效处理，合金的拉伸强度为1300MPa，延伸率达到15％，合金成本约为180元/kg。如图2所示，本实施方案制造的TC4钛合金挤压棒材，挤压态组织为魏氏组织，组织均匀，平均晶团尺寸约为15μm；经过固溶时效处理，组织转变为典型的网篮组织(见图3)。

实施例3

本实施例与实施例2的不同在于工艺步骤③～⑦。

工艺步骤③中的粉末压坯，是取机械球磨制备的粉末混合体，装入发动机连杆部件的模具型腔中，在950MPa液压机压力下保压2min完成压制。控制发动机连杆粉末坯的轮廓尺寸大于实际零件尺寸约12％。这实际考虑到感应加热过程中由于放氢造成压坯体积收缩约8％和后续约4％的加工余量。

工艺步骤④中粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢：是在氧含量低于120ppm的氩气气氛箱，借助中频感应加热，以80℃/min的速率将连杆的粉末压坯加热到1250℃并保温2分钟；烧结过程中粉末坯料中氢的含量降低至1.0wt.％。

工艺步骤⑤中热机械固结或者成型，是在配备可操作的密闭气氛箱的液压机上，将工序④中完成高温烧结的发动机连杆部件坯料，直接快速转移到精锻模具型腔内，锻造并保压2min，制造出TC4钛合金的发动机连杆部件。

工艺步骤⑥中的真空脱氢，是将步骤⑤中制造的TC4钛合金连杆在700℃，1.0×10^-3～1.0×10^-4Pa真空度的真空炉中保持6h，使TC4钛合金连杆中残留的氢得到彻底释放，最终氢含量为90ppm；

工艺步骤⑦的合金制品，是经过步骤①～⑥工序，制造出TC4钛合金的发动机连杆锻件；

本实施例制备的TC4钛合金发动机连杆，氧质量含量仅为0.22％，致密度高达99.6％；合金实测成分为：Ti-6.04Al-4.03V(wt％)。经过固溶+时效处理，合金的拉伸强度为1300MPa，延伸率达到13％，维氏硬度为375GPa。

实施例4

本实施例与实施例2的不同在于工艺步骤②，在同步机械球磨制备合金的混合粉末时，是按照Ti-29Nb-13Ta-5Zr生物医用钛合金的配比，将氢化海绵钛、氢化铌、氢化钽和氢化海绵锆的颗粒原料一起装入搅拌式球磨机的球磨罐中，在氩气保护下同步机械球磨破碎并混合均匀化制备出几种氢化物的混合粉末。相应地，工艺步骤⑤～⑦中的钛合金名称就是Ti-29Nb-13Ta-5Zr。

本实施例制备的Ti-29Nb-13Ta-5Zr钛合金挤压棒材，氧质量含量仅为0.20％，致密度高达99.9％。固溶态平均晶粒尺寸小于20μm；经过800℃/30min/WQ固溶+500℃/6h/FC时效处理，合金的拉伸强度高达900MPa，延伸率达到28％。

实施例5

本实施例与实施例2和实施例4的不同在于工艺步骤②，在同步机械球磨制备合金的混合粉末时，是按照β型钛合金Ti-2Al-5Fe的质量配比，将氢化海绵钛、-300目的纯铝粉和电解铁粉一起装入搅拌式球磨机的球磨罐中，在氩气保护下同步机械球磨破碎并混合均匀化制备出Ti-2Al-5Fe合金的混合粉末原料。相应地，工艺步骤⑤～⑦中的钛合金名称就是Ti-2Al-5Fe。如图4所示，经过2小时的机械球磨，合金元素Al和Fe粉末颗粒细小(小于3μm)，且合金元素分布均匀。

本实施例制备的Ti-2Al-5Fe钛合金挤压棒材，氧质量含量仅为0.21％，致密度高达99.8％，合金实测成分为Ti-1.98Al-5.15Fe。挤压棒固溶态的平均晶粒尺寸为15μm；经过850℃/30min/WQ固溶+500℃/6h/FC时效处理，合金的拉伸强度高达1320MPa，延伸率达到16％。

实施例6

本实施例与实施例2的不同在于工艺步骤③的粉末压坯，所使用的混合粉末是经过钝化处理后进行压坯。具体钝化工艺为：500ppm氧含量的氩气气氛箱中，保持气氛压力为1atm，钝化60分钟。钝化过程中，每隔10分钟将粉末搅拌一次，保证粉末颗粒都受到钝化。粉末压坯过程中，密闭气氛箱内部氩气氛围的氧含量仍然控制低于120ppm。

本实施例制备的TC4钛合金挤压棒材，氧质量含量为0.36％，致密度高达99.6％。经过固溶+时效处理，合金的拉伸强度为1400MPa，延伸率为8％。

实施例结果表明，本发明方法实现氢化海绵钛与合金化原料的同步球磨制备混合粉末，粉末不需要筛分，出粉率大于96％；在惰性气氛保护下完成粉末的压坯、快速加热合金化、热机械固结与成型。本发明的工艺流程短，效率高，可以制造出高致密度(≥99.8％)和低氧含量(≤0.26％)的钛与钛合金制品；合金的主要力学性能高于普通变形钛合金的水平，且成本明显低于常规的粉末冶金钛合金。

Claims (10)

1.一种以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于，包含以下工序：①海绵钛的氢化；②同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末；③粉末压坯；④快速烧结并同步部分脱氢；⑤热机械固结或者成型；⑥彻底真空脱氢；⑦合金制品。

2.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序①中海绵钛的氢化处理，是在氢化炉中，350～750℃温度和0.9～1.5atm氢气压力的条件下，保持1～6小时完成的。

3.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是指将氢化海绵钛或者氢化海绵钛与合金化原料按照化学计量比一起装入球磨罐中，进行同步球磨粉碎和混合均匀化；加入的合金化原材料，是纯元素粉末、易破碎的中间合金颗粒或者粉末，或者是氢化物颗粒或者粉末。

4.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序②中的同步球磨制备氢化钛粉末或者混合粉末，是在惰性气氛保护下进行的，球磨机采用行星式球磨机、搅拌式球磨机或者滚筒式球磨机；球磨制得的氢化钛粉末或者合金的混合粉末，不需要进行筛分处理。

5.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序③中的粉末压坯，是在惰性气氛保护下，取工序②制备的氢化钛粉末或者合金的混合粉末装入模具中，在300～1500MPa压力保压1～60分钟完成压制。

6.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序④中粉末压坯的快速烧结并同步部分脱氢，是在惰性气体保护下，借助感应加热、放电等离子加热或者直流电内加热，以30～200℃/min速率升温到1000～1350℃并保温0～60分钟完成的；快速烧结过程实现部分的脱氢，烧结块中氢含量降低至0.6～1.2％。

7.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序⑤中的热机械固结或者成型，是在配备可调节气氛的密闭工作箱的液压机上完成的，将工序④中完成高温烧结和保温的粉末压坯直接快速转移到挤压模具或者锻造模具内，借助挤压或者锻造作用完成充分的致密化和热成型。

8.根据权利要求1、3～7之一所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序②到工序⑤过程中涉及到的粉末球磨、粉末压坯、快速烧结、热机械固结或者成型，控制惰性气氛中的氧含量在0～200ppm。

9.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序⑥中的真空脱氢，脱氢温度控制在400～850℃，真空度保持在1.0×10^-2～1.0×10^-4Pa，脱氢时间4～10h。

10.根据权利要求1所述的以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法，其特征在于：工序⑦中的合金制品，根据致密化和成型时使用模具的不同，是棒材、管材或厚板的挤压长型材，或者是锻造成型的零部件，合金类型覆盖纯钛或任意成分的钛合金。