[發(fā)明專利]一種高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811619408.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109338159B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔國榮;陳文振;張文叢;楊建雷
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/05;C22C1/10;C22C32/00
• 代理公司: 濟(jì)南信在專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37271
• 代理人: 黃波

本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，特別涉及一種高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法。本發(fā)明所述的高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：1）球磨混粉：將TiB2粉末和TA15顆粒球磨，使TiB2粉末包覆在TA15顆粒的表層，得到TA15/TiB2核殼結(jié)構(gòu)的初步粉體I；將TiB2粉末和TA2顆粒球磨，使TiB2粉末包覆在TA2顆粒的表層，得到TA2/TiB2核殼結(jié)構(gòu)的初步粉體II；2）將初步粉體I和初步粉體II混合，置于模具中，惰性氣體保護(hù)，熱壓燒結(jié)，保溫，保壓，冷卻，得鈦基復(fù)合材料。本發(fā)明提供的高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法提高了鈦基復(fù)合材料的強(qiáng)度和塑性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，特別涉及一種高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法。

背景技術(shù)

鈦基復(fù)合材料具有比鈦合金更高的比強(qiáng)度和比模量，具有極佳的疲勞和蠕變性能，并克服了原鈦合金耐磨性及高溫性能差等缺點(diǎn)。特別是具有增強(qiáng)相包圍在球形基體周圍形成的結(jié)構(gòu)具有較好的強(qiáng)韌性配合，理論上較普通鈦基復(fù)合材料具有更為優(yōu)異的強(qiáng)度。但隨著增強(qiáng)體的比例增加，所獲得的鈦基復(fù)合材料普遍塑性降低較多，因此提高鈦基復(fù)合材料的塑性是當(dāng)前技術(shù)瓶頸問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法，提高了鈦基復(fù)合材料的塑性。

本發(fā)明所述的高塑性鈦基復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：

1）球磨混粉

將TiB2粉末和TA15顆粒球磨，使TiB2粉末包覆在TA15顆粒的表層，得到TA15/TiB2核殼結(jié)構(gòu)的初步粉體I；

將TiB2粉末和TA2顆粒球磨，使TiB2粉末包覆在TA2顆粒的表層，得到TA2/TiB2核殼結(jié)構(gòu)的初步粉體II；

2）將初步粉體I和初步粉體II混合，置于模具中，惰性氣體保護(hù)，熱壓燒結(jié)，保溫，保壓，冷卻，得鈦基復(fù)合材料。

優(yōu)選的，初步粉體I與初步粉體II的重量為初步粉體I:初步粉體II=1:1~10:1。

優(yōu)選的，步驟1）中球磨時(shí)間為4~10小時(shí)，球料質(zhì)量比為3:1~8:1。

優(yōu)選的，步驟2）中將初步粉體I和初步粉體II混合選用V型混粉器，混合時(shí)間為4~12小時(shí)。

優(yōu)選的，步驟2）中，熱壓燒結(jié)溫度為1000oC~1250oC，壓力為15~40MPa。

優(yōu)選的，步驟2）中，保溫時(shí)間為20~180分鐘，保壓時(shí)間為15~175分鐘。

優(yōu)選的，冷卻為隨爐冷卻、空冷或放入保溫箱中冷卻。

優(yōu)選的，步驟2）中惰性氣體為氬氣，氣壓為0.04~0.09MPa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明制備的鈦基復(fù)合材料，反應(yīng)生長出的TiB晶須分布具有不連續(xù)網(wǎng)狀分布特征，可以有效的提高界面強(qiáng)度、克服金屬材料高溫晶界弱化的缺陷，提高材料的常溫和高溫強(qiáng)度。此外，在TA15和TA2顆粒相鄰界面上，晶須傾向于向TA2顆粒生長，TA2顆粒屬于純鈦，比TA15具有更好的塑性，晶須嵌入TA2，一方面有利于提高TA2顆粒的強(qiáng)度，進(jìn)而削弱TA2基體較軟帶來的強(qiáng)度下降，另一方面減少TiB晶須帶來的界面脆性問題，可以有效提高鈦基復(fù)合材料的塑性。

此外，可針對產(chǎn)品不同部位對材料性能的要求，調(diào)整原材料復(fù)合粉體內(nèi)部基體種類及增強(qiáng)體含量與分布來實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能可控的結(jié)構(gòu)材料。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實(shí)施例不能理解為限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

本發(fā)明采用的術(shù)語：