[發明專利]TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材的方法

無效

• 申請號: 201210164192.0
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102671936A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳玉勇;張長江;孔凡濤;肖樹龍;徐麗娟;叢巖;鄧寧嘉;葛偉;徐國俊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;南京寶泰特種材料股份有限公司
• 主分類號: B21B1/02
• 分類號: B21B1/02;C22C1/02;C22C14/00;C22C21/00
• 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

技術領域

本發明涉及一種復合材料的制備方法。

背景技術

原位自生鈦基復合材料具有較高的比強度，比剛度，抗腐蝕以及各項同性等一系列優異的性能，在航空航天、汽車工業等領域有非常廣闊的應用前景。近幾年，國內外關于原位自生鈦基復合材料方面的關鍵研究問題，逐漸從材料設計問題轉變到材料成形、性能提高及應用等問題上來。板材軋制是作為材料成形的手段提高自生鈦基復合材料性能擴大其應用領域的重要途徑。現有的原位自生鈦基復合材料板材(TiC/Ti-6Al-4V復合材料板材)工藝復雜，工藝復雜的板材制備方法必然提高鈦基復合材料板材制備成本，這在一定程度上限制了其規模化應用。

發明內容

本發明是為了解決現有TiC/Ti-6Al-4V復合材料板材工藝復雜，成本較高的技術問題，提供了一種TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材的方法。

TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材的方法如下：

一、按TiC顆粒增強Ti-6Al-4V復合材料板材中TiC顆粒的體積百分比為3％～30％、Ti-6Al-4V體積百分比為70％～97％計算并分別稱取海綿鈦、石墨粉、純鋁及Al-V中間合金，然后將石墨粉與海綿鈦壓制成預制塊；

二、將步驟一得到的預制塊、純鋁和Al-V中間合金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，再在鑄錠上切取方形坯料；

三、將方形坯料放入加熱爐中加熱到900℃～1150℃并保溫0.2～2小時后，將方形坯料放到熱軋機上進行軋制，軋制壓力為200T～800T、軋制溫度為900℃～1150℃、軋制速度為0.1m/s～3m/s、道次變形量為10％～40％，方形坯料經1道次軋制后，然后再在900℃～1150℃保溫5分鐘～70分鐘；

四、按照步驟三的步驟軋制方形坯料3～10道次，軋制總變形量為40％～98％，然后在500℃～700℃保溫1h～6h，隨爐冷卻至室溫，得到1～4mm厚TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材。

本發明制備的TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材不僅制備工藝簡單，成本低，而且力學性能優異，室溫強度可達1289MPa，室溫延伸率為5％～10％，600℃強度可達602MPa，600℃延伸率為13％～26％。

附圖說明

圖1是實驗二制備的TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材的顯微組織形貌圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材的方法如下：

一、按TiC顆粒增強Ti-6Al-4V復合材料板材中TiC顆粒的體積百分比為3％～30％、Ti-6Al-4V體積百分比為70％～97％計算并分別稱取海綿鈦、石墨粉、純鋁及Al-V中間合金，然后將石墨粉與海綿鈦壓制成預制塊；

二、將步驟一得到的預制塊、純鋁和Al-V中間合金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，再在鑄錠上切取方形坯料；

三、將方形坯料放入加熱爐中加熱到900℃～1150℃并保溫0.2～2小時后，將方形坯料放到熱軋機上進行軋制，軋制壓力為200T～800T、軋制溫度為900℃～1150℃、軋制速度為0.1m/s～3m/s、道次變形量為10％～40％，方形坯料經1道次軋制后，然后再在900℃～1150℃保溫5分鐘～70分鐘；

四、按照步驟三的步驟軋制方形坯料3～10道次，軋制總變形量為40％～98％，然后在500℃～700℃保溫1h～6h，隨爐冷卻至室溫，得到1～4mm厚TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材。

本實施方式制備的TiC增強Ti-6Al-4V復合材料板材不僅制備工藝簡單，成本低，而且力學性能優異，室溫強度可達1289MPa，室溫延伸率為5％～10％，600℃強度可達602MPa，600℃延伸率為13％～26％。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中所述TiC顆粒的體積百分比為4％～25％。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中所述TiC顆粒的體積百分比為5％。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中將方形坯料放入加熱爐中加熱到1000℃并保溫1小時后，將方形坯料放到熱軋機上進行軋制。其它與具體實施方式一相同。