[發明專利]一種復合超聲振動高壓扭轉制備多孔鈦基復合材料的方法

有效

• 申請號: 201810147477.0
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108237225B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 徐淑波;劉鵬;景財年;范小紅;林曉娟;李陽
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F3/16;C22C14/00;C22C1/08;A61L27/06;A61L27/56
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1.一種復合超聲振動高壓扭轉制備多孔鈦基復合材料的方法，其特征在于包括粉末配置過程、燒結過程、復合超聲振動高壓扭轉過程、多孔鈦基復合材料成形過程、清洗與烘干過程共五個過程；

(a)粉末配置過程：選擇含量大于99.99％的金屬鈦粉、鎂粉、銀粉、硅粉、磷粉末的質量比為55：15：1：25：1，確定單次扭壓過程粉末混合物的質量為500g；

(b)燒結過程：將配置好的混合粉末在壓力機上通過模具擠壓，制成按一定強度和密度的毛坯，毛坯的相對密度為0.81；然后在真空燒結爐中經850°真空高溫燒結5小時后，使多孔鈦基復合材料進一步連結焊合，將毛坯批量加工成d8mm×0.5mm的盤狀試樣；將一個試樣裝入包套；

(c)復合超聲振動高壓扭轉過程：變幅桿振動頻率20-100kHz，振幅10-100μm，工具頭距壓頭軸線10-50毫米，工具頭距壓頭軸線10-50毫米，選擇高壓扭轉系統，通過高壓扭轉系統調整壓頭的轉速為500-1000rpm，下壓力為1-2GPa，扭壓時間為10-30min，扭壓次數2-6次；在復合超聲振動高壓扭轉過程中，超聲波發生器通過信號傳輸線連接振動單元，換能器與變幅桿相連，變幅桿再連著工具頭，二者均通過雙頭螺柱連接，工具頭的超聲振動導入點在壓頭下方的高壓扭轉區域，振動單元通過定位卡具與壓頭固定，緊壓在待變形粉末混合物包套上，由工具頭從壓頭周圍的先將超聲波導入待變形粉末混合物內；工具頭距壓頭軸線10-50毫米；所述的工具頭與水平面呈30°-70°夾角；所述的工具頭端面制成球面，材料為工具鋼、鈦合金或硬質合金；

(d)多孔鈦基復合材料成形過程：通過選用65℃的5M氫氧化鈉溶液浸入12小時，除去扭壓階段制得的塊狀金屬固體中的非金屬硅，然后選用65℃的100mM鹽酸溶液浸入8小時，除去扭壓階段制得的塊狀金屬固體中的金屬鎂，形成含銀多孔鈦基復合材料；

(e)清洗與烘干過程：用蒸餾水超聲波反復清洗多孔鈦基復合成形過程所制得的含銀多孔鈦基復合材料4-8次，并在空氣當中干燥24小時。