[發明專利]一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法

有效

• 申請號: 202010548631.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111644615B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 董龍龍;張雷;霍望圖;劉躍;李亮;張偉;盧金文;張于勝;周廉
• 申請（專利權）人: 西安稀有金屬材料研究院有限公司;西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F1/16
• 分類號: B22F1/16;B22F1/065;B22F3/105;B22F3/18;C22C47/14;C22C49/11;C22C49/14;C22C101/22
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

1.一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、硼包覆TC4鈦合金粉末的制備：將硼粉與TC4鈦合金球形粉放入行星式球磨機中進行球磨處理，得到硼包覆TC4鈦合金球形粉末；

步驟二、石墨烯材料包覆硼包覆TC4鈦合金粉末的制備：將石墨烯材料放入乙醇中超聲均勻分散，得到石墨烯材料溶液，然后將步驟一中得到的硼包覆TC4鈦合金球形粉末加入到石墨烯材料溶液中恒溫機械攪拌至半干狀態，得到混合漿料，依次經干燥、研磨和過濾，得到石墨烯材料包覆硼包覆TC4鈦合金粉末；所述石墨烯材料為石墨烯納米片，石墨烯微片或氧化石墨烯；

步驟三、石墨烯-硼共強化TC4鈦合金復合材料的制備：將步驟二中得到的石墨烯材料包覆硼包覆TC4鈦合金粉末進行等離子燒結，再經軋制得到石墨烯-硼共強化TC4鈦合金復合材料；所述石墨烯-硼共強化TC4鈦合金復合材料的強度高達1500MPa，塑性高達8%。

2.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟一中所述硼粉與TC4鈦合金球形粉的質量比為（0.1~4）:（100~1000），所述硼粉的粒徑為1μm~5μm，TC4鈦合金球形粉的粒徑為15μm~53μm。

3.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟一中所述球磨處理的轉速為200r/min~400r/min，時間為1h~10h，球料比為（3~6）:1。

4.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟二中所述石墨烯材料的片徑為5μm，厚度為10nm。

5.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟二中所述石墨烯材料的質量與乙醇的體積之比為（0.1~5）:（100~800），質量的單位為g，體積的單位為mL。

6.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟二中所述超聲均勻分散的時間為1h~3h。

7.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟二中所述恒溫機械攪拌的溫度為30℃~60℃，轉速為300r/min~400r/min。

8.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟二中所述干燥采用的設備為真空干燥箱，干燥的溫度為60℃~100℃，時間為5h~10h，所述過濾采用200~400目的篩網。

9.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟三中所述等離子燒結的升溫速率為50℃/min~200℃/min，溫度為900℃~1200℃，時間為5min，壓力為30MPa~60MPa。

10.根據權利要求1所述的一種共強化法實現TC4鈦合金高強韌性的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制采用的溫度為700℃~1200℃，保溫時間為10min~30min，軋制變形量為50%~90%。