[發(fā)明專利]原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210369559.2
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102851540A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉希琴;劉子利;王懷濤;劉伯路;王立紅
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州東海玻璃模具有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/05;C22C32/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

1.一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料，其特征在于：所述合金材料由以下質(zhì)量百分比的組分構(gòu)成：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1.5%≤Zr≤3.5%，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料，其特征在于：所述不可避免的雜質(zhì)含量控制在0.5%以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料，其特征在于：所述Al、C、V、Zr分別由鋁粉、石墨粉、釩粉、鋯粉提供。

4.一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）配料：按以下質(zhì)量百分比稱取相應(yīng)量的鋁粉、石墨粉、釩粉、鋯粉和鈦粉：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1.5%≤Zr≤3.5%，余量為Ti；上述各組分的粉末粒度為：鋁粉：300~500目，石墨粉：800~2000目，釩粉：300~500目，鋯粉：400-600目，鈦粉：300~500目；

2）球磨混合：將上述粉料按球料比5:1裝入球磨罐中，在轉(zhuǎn)速250~350r/min，球磨罐在氬氣保護氛圍下球磨1~2h，然后將球磨后混合料過GB/T6005規(guī)定的100目篩；

3）將步驟2）中球磨過篩后的混合料通過雙向模壓的壓坯，所述模壓壓力為400~600Mpa；

4）在真空室內(nèi)設(shè)置陽極和空心陰極，陽極為真空容器殼體，空心陰極由上述制成的壓坯料和可起到隔熱作用石墨板構(gòu)成，放置在陰極上的坯料相互之間的距離為10~20mm；

5）選取工業(yè)純氬氣為濺射氣體，將爐內(nèi)真空度抽至極限，然后充入保護氣體高純氬氣，調(diào)節(jié)氬氣流量使?fàn)t內(nèi)工作氣壓達到10~50Pa；

6）在氬氣達到工作氣壓后開啟工件電源，對坯料及陰極進行粒子轟擊，在1350~1550℃溫度下燒結(jié)2~6小時。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟5）與步驟6）之間，還包括步驟：

（1）對坯料及陰極進行粒子轟擊，并持續(xù)20min；

（2）將氣壓調(diào)節(jié)至極限真空度，排出由于粒子轟擊產(chǎn)生的雜質(zhì)；

（3）若爐腔內(nèi)仍殘留有雜質(zhì)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟（1）、（2），直至充分滿足鈦合金的燒結(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-釩-鋯合金材料的制備方法，其特征在于：所述步驟5）爐內(nèi)工作氣壓由以下方法實現(xiàn)：

（1）首先依次開啟機械泵、分子泵，將爐內(nèi)真空度抽至極限；

（2）然后充入保護氣體高純氬氣，調(diào)節(jié)氬氣流量使?fàn)t內(nèi)氣壓達到需要的工作氣壓；

（3）待穩(wěn)定后再次抽氣至極限真空度，重復(fù)上述步驟，直至爐內(nèi)氧氣等雜質(zhì)氣體含量達到最低。