[發明專利]一種在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法

在審

• 申請號: 201811040960.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109112334A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 陳冬生;周海濤;劉大博;羅飛;田野;羅炳威;祁洪飛
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;B22F1/02;C23C16/26;C23C16/505;B22F3/105;B22F3/15;B22F3/24;B33Y10/00;C22C19/05;C22C9/00;C22C14/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

1.一種在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：該方法的步驟如下：

步驟一、將金屬或合金粉末進行超聲波清洗烘干后轉移到石墨坩堝里，然后將坩堝放入等離子體化學氣相沉積真空裝置爐管正中間，將該裝置抽真空至不低于1×10^-2Pa后通入甲烷氣體，甲烷氣體流量為20sccm～40sccm，調節抽真空速度控制裝置內壓強為100Pa～500Pa，然后開動射頻源，射頻源功率為100W～400W，同時加熱并升溫到400℃～800℃，進行石墨片沉積，沉積時間為10min～120min，沉積結束后關閉射頻源，停止通入甲烷氣體，通入氬氣，在氬氣氣氛下冷卻至室溫，制備出原位生長的的具有介觀尺度的石墨片/金屬基復合材料粉末；

步驟二、將步驟一制備的石墨片/金屬基復合材料粉末進行致密化成形；

步驟三、將步驟二得到的致密化成形后的石墨片/金屬基復合材料放入爐子進行固溶時效熱處理，得到添加介觀尺度三維強化相的金屬基復合材料。

2.根據權利要求1所述的在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：步驟一中所述金屬或合金粉末為銅或銅合金粉末、鎳或鎳合金粉末、鈦或鈦合金粉末，粉末的形狀為球形或片狀，最大粒徑尺寸為亞微米或微米級。

3.根據權利要求1所述的在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：步驟二中的致密化成形工藝為放電等離子燒結、熱等靜壓或激光選區熔融。

4.根據權利要求3所述的在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：采用放電等離子燒結工藝的參數為：所用模具的材質為石墨，真空度不低于1×10^-3Pa，升溫速度為50～100℃/min，軸向壓力為25～40MPa，燒結溫度為800℃～1100℃，燒結時間為5～20min。

5.根據權利要求3所述的在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：采用熱等靜壓工藝時，對真空封焊后裝有石墨片/金屬基復合材料粉末的不銹鋼包套進行預處理，該預處理為在900℃～1100℃條件下保溫2～4h，熱等靜壓工藝的參數為：加熱溫度為900℃～1200℃，壓力100Pa～200Pa，保溫3～4h。

6.根據權利要求3所述的在金屬中添加介觀尺度三維強化相的方法，其特征在于：激光選區熔融的工藝參數為：所用的金屬或合金粉末為球形粉末，激光功率為1000～3000W，送粉速度為5～7g/mm，掃描速度為2～4mm/s。