[發明專利]一種TC11鈦合金復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011472701.7
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112663012B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 李逢昆;張平則;魏東博;田恬;楊凱;黨博
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/16;C23C14/58
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種TC11鈦合金復合材料，其特征在于，包含TC11鈦合金以及在TC11鈦合金表面制備的Mo-Si-Ti合金層，所述Mo-Si-Ti合金層包括Ti-Al-Si-Mo擴散層和Mo-Si-Ti沉積層；

所述TC11鈦合金復合材料通過以下方法制備：

（1）利用離子注入方法在TC11鈦合金表面注入Si離子；

（2）利用電子束處理方法對注入Si離子后的TC11鈦合金表面進行重熔處理；

（3）對電子束重熔處理后的TC11鈦合金表面進行第二次Si離子注入；

（4）通過雙層輝光等離子合金化方法在經過處理后的TC11鈦合金表面制備Mo-Si-Ti合金層。

2.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（1）中，所述Si離子的注入劑量為5.5~7×10¹⁶ ions/cm²，注入電壓為65~70 kV。

3.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（2）中，所述TC11鈦合金表面電子束重熔的區域深度為0.4-0.5mm。

4.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（3）中，所述Si離子注入劑量為4.5~6×10¹⁷ ions/cm²，注入電壓65~70 kV。

5.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（4）中，所述雙層輝光等離子合金化方法所用的靶材為Mo-Si-Ti靶材，Mo-Si-Ti靶材中各成分原子百分比為30-35%Si，43-45%Ti，余量為Mo。

6.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（2）中，所述電子束處理方法的工藝參數為，加速電壓45~65kV，電子束電流6~9mA，聚焦電流450~550mA，下束時間2~3s，電子束掃描方式為線掃描方式，掃描頻率為150-180Hz，功率密度1200~1400W/mm²。

7.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，所述Mo-Si-Ti合金層的厚度為18-25 μm，所述Mo-Si-Ti合金層包括2-4 μm厚度的Ti-Al-Si-Mo擴散層以及16-21 μm厚度的沉積層。

8.根據權利要求1所述的TC11鈦合金復合材料，其特征在于，步驟（4）中，雙層輝光等離子合金化方法的工藝參數為，靶材電壓：940～960 V；工件電壓：350～380 V；氬氣氣壓：38～45 Pa；靶材與工件間距：20~25 mm；保溫時間：4~4.5 h。

9.一種TC11鈦合金復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（S1）利用離子注入方法在TC11鈦合金表面注入Si離子；

（S2）利用電子束處理方法對注入Si離子后的TC11鈦合金表面進行重熔處理；

（S3）對電子束重熔處理后的TC11鈦合金表面進行第二次Si離子注入；

（S4）通過雙層輝光等離子合金化方法在經過處理后的TC11鈦合金表面制備Mo-Si-Ti合金層。