[發明專利]一種鈦基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710324860.4
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107190178B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 劉詠;劉彬;周承商
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C30/00;C22C49/11;C22C49/14;C22C1/04;C22C47/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

1.一種鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，

所述鈦基復合材料包括基體相和增強相，所述基體相為鈦合金，所述增強相為合金鋼，其中，增強相的質量分數為3％～50％；所述鈦基復合材料中的增強相顯微結構為層片狀或纖維狀；

所述制備方法包括如下步驟：

(1)、將粒徑小于45μm的鈦合金粉末與粒徑為45-200μm的合金鋼粉末混合均勻，混合粉料中合金鋼粉末的質量分數為3％～50％，將混合粉料經冷等靜壓壓制得到壓坯；

(2)、將步驟(1)所得壓坯進行真空燒結，得到燒結塊體；

(3)、將步驟(2)所得燒結塊體進行真空熱處理，得到真空熱處理塊體；所述真空熱處理的處理溫度為900℃～1100℃，熱處理時間為1～4小時，真空度小于5×10^-3Pa；

(4)、將步驟(3)所得真空熱處理塊體焊入不銹鋼包套中進行熱變形加工，得到熱加工塊體；所述熱變形加工具體是指：將焊入不銹鋼包套中的真空熱處理塊體在950℃～1050℃溫度條件下進行加熱，保溫0.5～1小時，然后進行熱鍛或旋鍛，熱鍛或旋鍛過程中控制塊體的變形量為75％～90％，制備得到相對密度為95％～100％的熱加工塊體；

(5)、將步驟(4)所得熱加工塊體進行保溫后取出，冷卻并拆除不銹鋼包套后，即得鈦基復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述冷等靜壓壓制得到壓坯具體是指：在室溫條件下，在100MPa～300MPa壓力下，冷等靜壓1～5分鐘，制備得到相對密度為60％以上的壓坯。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述真空燒結的溫度為1000℃～1300℃，真空度小于5×10^-3Pa，保溫時間為0.5～4小時。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述保溫的溫度控制在400℃～600℃，保溫時間為0.5～1小時，所述冷卻具體是指將取出后的塊體在空氣中自然冷卻。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈦合金中包括鋁元素和釩元素中的一種或兩種，鈦合金中鈦元素的質量分數為85％以上。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述合金鋼中包括鉻、釩、鎢和鉬元素中的一種或多種，合金鋼中鐵元素的質量分數為80％～95％。