[發(fā)明專利]一種WRe/TZM復(fù)合材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110141829.3
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112958770A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張久興;胡子;朱俊康;農(nóng)濱榮;韓翠柳;潘亞飛;楊新宇
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué);合肥晶思立新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F7/02
• 分類號: B22F7/02;B22F9/04;B22F1/00;B22F3/02;B22F3/14;H01J35/10
• 代理公司: 北京山允知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11741
• 代理人: 胡冰

1.一種使用放電等離子燒結(jié)來制備WRe/TZM復(fù)合材料的方法，其中，

在放電等離子燒結(jié)之前使WRe合金粉末形成固溶體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，

所述方法包括如下步驟：

步驟1：對WRe合金粉末進(jìn)行高能球磨，以形成W-Re固溶體；

步驟2：對TZM合金粉末和球磨后W-Re固溶體進(jìn)行真空干燥；

步驟3：取裝有襯套的石墨模具，所述石墨模具包括上下壓頭及石墨襯套；首先在模具內(nèi)裝好下壓頭，然后裝入TZM合金粉末，預(yù)壓后，再裝入球磨后的WRe合金粉末并預(yù)壓，將上壓頭和下壓頭壓緊，同時(shí)使上下壓頭超出套模的高度一致；

步驟4：將步驟3裝好原料后的模具外包裹一層碳?xì)郑缓蠓湃隨PS爐腔中，抽真空至低于10Pa，然后通入直流脈沖電流進(jìn)行燒結(jié)來制備WRe/TZM復(fù)合材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，

進(jìn)行高能球磨的球磨罐為硬質(zhì)合金球磨罐，球料比10～30：1，球磨時(shí)間為10小時(shí)以上，優(yōu)選為10小時(shí)至40小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，

W-Re固溶體的平均粒徑為1～2μm，TZM合金粉末的費(fèi)式粒度為2～3μm，

優(yōu)選的，WRe合金中Re的含量為5wt.％～15wt.％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，

在步驟3中，裝有襯套的石墨模具內(nèi)徑為30～70mm；預(yù)壓壓力為5～20MPa，保壓時(shí)間為1min至10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，

在步驟4中，燒結(jié)工藝采用梯度升溫方式，參數(shù)設(shè)置如下：

升溫速率：先以50～200℃/min的升溫速率從室溫升溫至1200℃，再以10～50℃/min的升溫速率升溫至最高燒結(jié)溫度，保溫1～15min；保溫時(shí)間結(jié)束后，將軸向壓力降至0kN，隨爐冷卻至室溫取出，即獲得WRe/TZM復(fù)合材料；燒結(jié)過程中軸向壓力為20～50MPa；最高燒結(jié)溫度：1400～1600℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，

燒結(jié)工藝的參數(shù)如下：

升溫速率：先以100℃/min的升溫速率從室溫升溫至1200℃，再以30℃/min的升溫速率升溫至最高燒結(jié)溫度保溫5～10min；保溫時(shí)間結(jié)束后，將軸向壓力降至0kN，隨爐冷卻至室溫取出，即獲得WRe/TZM復(fù)合材料；燒結(jié)過程中軸向壓力為30MPa；最高燒結(jié)溫度：1400～1600℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，

在所述WRe/TZM復(fù)合材料中，WRe合金和TZM合金相對密度均達(dá)95.0％以上，更優(yōu)選的，相對密度達(dá)到97.0％以上；維氏硬度分別達(dá)到410HV_0.5以上和200HV_0.5以上；且復(fù)合材料接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到110MPa以上。

9.根據(jù)本發(fā)明所述的方法制備的WRe/TZM復(fù)合材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的WRe/TZM復(fù)合材料，其中，

所述WRe/TZM復(fù)合材料的相對密度為WRe合金和TZM合金的相對密度均達(dá)95.0％以上，更優(yōu)選的，相對密度達(dá)到97.0％以上；維氏硬度分別達(dá)到410HV_0.5以上和200HV_0.5以上；且復(fù)合材料接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到110MPa以上。