[發明專利]一種Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711367233.5
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108098270B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 羅國強;賀家煜;張建;饒梅;沈強;張聯盟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/02;B23K20/14;B23K20/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征是在擴散焊接物理接觸階段改善原子接觸面積的方法來提高樣品連接性能，具體采用包括以下步驟：

(1)梯度防護屏體系選擇與設計：

a)根據太空用材料基本性能要求，結合模擬沖擊試驗結果，采用鈦鋁合金作為防護屏材料，要求Ti-Al體系梯度防護屏材料面密度為13～14g/㎡；

b)結合面密度條件，設計了鋁合金-鈦合金-鋁合金和鈦合金-鋁合金兩種結構；

(2)待連接Ti/Al體系樣品表面定向打磨處理：

a)采用線切割機械方法將鈦合金片、鋁合金片加工到規定的幾何尺寸，

b)定向打磨待焊接面至所需的粗糙度，

c)超聲清洗1～10min后轉入丙酮或乙醇中隔離空氣存放，作為待連接樣品；

(3)Ti/Al體系待焊接樣品的定向裝配：

按照步驟(1)中的設計次序自下而上順序組裝，鈦合金和鋁合金待焊接面的接觸劃痕夾角在-10°～+10°之間，獲得初始接觸面積大的Ti/Al待連接工件；

(4)Ti/Al體系樣品低溫連接：

將組裝好的Ti/Al待連接工件放在真空壓焊機的下壓頭上面，實施真空擴散連接；獲得防護性能優異的連接件，其為Ti-Al體系梯度防護屏材料。

2.如權利要求1所述的Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征在于：采用滿足質量輕、硬度高、可焊接的鈦合金，其包括TC4、TC6鈦合金片。

3.如權利要求1所述的Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征在于：采用滿足質量輕、延展性好、聲速高、可焊接的鋁合金，其包括1060Al、LY12鋁合金片。

4.如權利要求1所述的Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，使用不同粒徑的金相砂紙依次逐級定向打磨，保證劃痕方向一致且保持平行，Ti的粗糙度值Sa為100～120μm，Al的粗糙度值Sa為90～120μm。

5.如權利要求4所述的Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征在于：所述不同粒徑的金相砂紙是P600、P800、P1200、P2500砂紙。

6.如權利要求1所述的Ti-Al體系梯度防護屏材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，在低溫連接過程中，加熱溫度為390～430℃，保溫時間110～120min，壓強10～20MPa。

7.權利要求1至6中之一所述方法制備的Ti-Al體系梯度防護屏材料，其特征是在Ti-Al體系梯度防護屏材料界面上沒有金屬間化合物，該材料的抗剪切強度達到128MPa。