[發明專利]TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法

無效

• 申請號: 201110274793.2
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102304643A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陳玉勇;孔凡濤;張長江;肖樹龍;徐麗娟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C32/00;C22C1/02;C22F1/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

1.TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法，其特征在于TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法按以下步驟進行：一、按TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si鈦合金復合板材中TiC顆粒的體積百分比為0.5％～12.5％、TiB顆粒的體積百分比為0.5％～12.5％、Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si鈦合金的體積百分比為75％～99％計算并分別稱取鈦粉、石墨粉末、二硼化鈦粉末、海綿鈦、工業純鋁、純錫、海綿鋯、純鉬和結晶硅，其中鈦粉與石墨粉末的摩爾比為2～6∶1，鈦粉與二硼化鈦粉末的摩爾比為2～6∶1；二、將經步驟一稱取的鈦粉、石墨粉末和二硼化鈦粉末加入到混合機中混合均勻，然后再用冷等靜壓機將混合均勻的粉末在壓力為200MPa～300MPa的條件下保壓3min～10min，得到預制塊；三、將經步驟一稱取的海綿鈦、工業純鋁、純錫、海綿鋯、純鉬、結晶硅和經步驟二制備的預制塊加入到真空水冷銅坩堝感應熔煉爐中熔煉，然后隨爐冷卻，得到鑄錠；四、將經步驟三得到的鑄錠放入熱等靜壓機中，在溫度為900℃～1050℃、壓力為100MPa～200MPa的條件下保持1h～3h后取出，然后從鑄錠上切取坯料；五、將經步驟四得到的坯料放入溫度為950℃～1100℃的加熱爐中保持2h～4h后，將坯料進行開坯鍛造，坯料的變形量為20％～80％，應變速率為10^-2s^-1～10s^-1；接著再將坯料放入溫度為950℃～1100℃的熱處理爐中保持1h～3h后，再進行鍛造，坯料的變形量為30％～80％，應變速率為10-2～10s-1，最后去掉坯料表面的氧化皮或夾雜缺陷，得到鍛餅；六、將經步驟五得到的鍛餅放入加熱爐中，升溫至950℃～1150℃后保持0.5h～6h，然后將鍛餅放在熱軋機上進行軋制，軋制壓力為200T～800T，軋制溫度為950℃～1150℃，軋制速度為0.1m/s～2m/s，經2～5道次軋制，軋制總的變形量為80％，任意兩個道次間將鍛餅置于溫度為920℃～1150℃℃加熱爐中保持10min～60min，得到板材；七、將經步驟六得到的板材放入溫度為920℃～1150℃加熱爐中并保持10min～30min，然后隨爐冷卻至200℃～600℃，再空冷至室溫，得到TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材；步驟一中所述的Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si高溫鈦合金為按元素的質量百分比由80.5％～90.1％的Ti、5.5％～7％的Al、2％～4％的Sn、2％～4％的Zr、0.3％～4％的Mo和0.1％～0.5％的Si組成。

2.根據權利要求1所述的TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法，其特征在于步驟二中所述的混合機為V型混合機或球磨機。

3.根據權利要求1或2所述的TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法，其特征在于步驟三中所述的熔煉過程為：將待熔煉的材料加入到真空水冷銅坩堝感應熔煉爐中，再將真空水冷銅坩堝感應熔煉爐中抽真空至真空度為3.0×10^-3mbar～4.0×10^-3mbar，然后開始熔煉，設置電源頻率為5kHz～7kHz，電源功率以≤0.5kW/s的速率增加至255kW～350kW，然后保溫5min～10min，再將電源功率降至150kW～200kW保溫6min～10min，即完成熔煉過程。

4.根據權利要求1或2所述的TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法，其特征在于步驟二中用冷等靜壓機將混合均勻的粉末在壓力為220MPa～280MPa的條件下保壓5min～8min，得到預制塊。

5.根據權利要求1或2所述的TiC和TiB混雜增強Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si基復合材料板材的制備方法，其特征在于步驟四中鑄錠放入熱等靜壓機中，在溫度為920℃～1030℃、壓力為110MPa～180MPa的條件下保持1.5h～2.5h后取出。