[發明專利]一種原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911284176.3
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111014669A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉允中;周志光;詹強坤;王凱冬;劉小輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F9/04;B22F3/24;C22C49/11;C22C49/14;C22C47/14;B33Y10/00;B33Y70/10;C22C101/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

1.一種原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將納米TiB₂顆粒和微米TC4鈦合金粉末加入球磨罐中，在氬氣氣氛下進行球磨處理，得到復合粉末；

(2)將步驟(1)所述復合粉末用于SLM成形，在SLM過程中，鋪粉裝置將復合粉末鋪放在成形基板上，通過激光束熔化切片區內的復合粉末，待其冷凝后完成一層成形，將工作缸下降預設鋪粉層厚的高度，鋪設下一層粉末，繼續通過激光束熔化切片區域內的復合粉末，待所述下一層復合粉末凝固后，重復以上步驟，直至三維塊體試樣成形完畢；

(3)將步驟(2)所述三維塊體試樣連同基板在真空燒結爐內進行去應力退火處理，然后采用線切割將樣品構件從基板上切割下來，得到所述原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料。

2.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述微米TC4鈦合金粉末的形貌呈球形，所述微米TC4鈦合金粉末的粒徑為15-53μm，所述微米TC4鈦合金粉末的含氧量<1000ppm。

3.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述納米TiB₂顆粒的形貌呈不規則狀，所述納米TiB₂顆粒的平均粒徑為100nm。

4.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)所述復合粉末中，納米TiB₂粉末的質量分數為0.59wt％-1.76wt％。

5.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述球磨處理采用的球磨介質為不銹鋼球，球料比為4:1-10:1；所述球磨處理處理為短時低能球磨，球磨處理的轉速為120-180rpm，球磨處理的時間為1-3h。

6.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述SLM成形的工藝參數：激光功率為60-160W，掃描速度為200-1000mm/s，掃描間距為50-90μm，鋪粉層厚為30-50μm，基板預熱溫度為160-200℃。

7.根據權利要求1所述的原位納米TiB晶須增強鈦基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述去應力退火處理的溫度為500-650℃，去應力退火處理的時間為2-6h。