[发明专利]一种Ti-Al系金属间化合物的增韧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属间化合物的增韧方法。 

背景技术

新型发动机的轻型化及超高速化要求其结构件具有更优异的高温性能(高温强度、蠕变)和抗氧化、耐腐蚀性能，同时还要求密度小，以降低自身的重量，提高发动机有效推重比。Ti-Al系金属间化合物具有优异的抗氧化性和抗腐蚀能力，比较低的密度和高的熔点，是研究者所期待的高温材料之一，但是Ti-Al系金属间化合物脆性大、成型难、焊接难、制备工艺复杂、成本高，这些问题制约了金属间化合物的使用。金属基复合材料的发展使人们看到，利用纤维与金属间化合物进行复合，制成纤维增强、增韧金属间化合物基复合材料，是金属间化合物走出困境的技术途径之一。 

长纤维增强金属间化合物的制备方法目前有粉末布法、箔叠纤维法、火焰(弧焰)喷射成型法、等离子喷涂法、物相沉积法和真空压力铸造法等。但是由于Ti-Al系金属间化合物的活性大，易污染，以及制造过程中的原料残余，导致纤维增强体和Ti-Al基体界面易生成脆性界面产物而降低性能。申请号为“200810003625.8，发明名称：纤维增强金属间化合物复合材料及其制备成型的方法”的专利中制备的Ti-Al系金属间化合物脆性大，而且存在纤维增强体和Ti-Al基体界面易生成脆性界面产物而降低性能的问题。 

发明内容

本发明为了解决现有Ti-Al系金属间化合物脆性大，及利用长纤维增强金属间化合物存在纤维增强体和Ti-Al基体界面易生成脆性界面产物而降低性能的问题，而提供一种Ti-Al系金属间化合物的增韧方法。 

Ti-Al系金属间化合物的增韧方法按以下步骤实现：一、用有机溶剂将Ti粉或Ti-Al化合物粉末调成浓度为0.1～5g/ml的粉末浆料；二、在纤维增强体缠绕或铺设过程中，均匀的涂覆Ti粉粉末浆料或Ti-Al化合物粉末浆料，并使Ti粉粉末浆料或Ti-Al化合物粉末浆料充满纤维增强体的间隙，制成预制件；三、将铝液或铝合金液用加压浸渗法或真空吸铸法浸渗到预制件的粉末和纤维增强体的空隙之中，得到铸态复合材料；四、在0～50MPa的压头压力下，在 真空或惰性气氛保护下，将铸态复合材料在500～1000℃加热0.05～10h，得到增韧的Ti-Al系金属间化合物。 

本发明中Ti-Al系金属间化合物的增韧方法，其工艺简单、成本低、复合材料中杂质含量少，纤维分布均匀，纤维和基体的界面结合良好，且纤维和基体界面的产物也为Ti-Al系金属间化合物，与基体成分相近，界面结合属于天然融合，复合材料的韧性好，脆性小。 

附图说明

图1是具体实施方式二十四中所得增韧的Ti-Al系金属间化合物的扫描电镜图；图2是具体实施方式二十五中所得增韧的Ti-Al系金属间化合物的扫描电镜图；图3是具体实施方式二十五中所得增韧的Ti-Al系金属间化合物的弯曲强度和挠度关系曲线图，其中a为室温下测定的弯曲强度和挠度关系曲线，b为600℃下测定的弯曲强度和挠度关系曲线，c为650℃下测定的弯曲强度和挠度关系曲线，d为700℃下测定的弯曲强度和挠度关系曲线。 

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。 

具体实施方式一：本实施方式Ti-Al系金属间化合物的增韧方法按以下步骤实现：一、用有机溶剂将Ti粉或Ti-Al化合物粉末调成浓度为0.1～5g/ml的粉末浆料；二、在纤维增强体缠绕或铺设过程中，均匀的涂覆Ti粉粉末浆料或Ti-Al化合物粉末浆料，并使Ti粉粉末浆料或Ti-Al化合物粉末浆料充满纤维增强体的间隙，制成预制件；三、将铝液或铝合金液用加压浸渗法或真空吸铸法浸渗到预制件的粉末和纤维增强体的空隙之中，得到铸态复合材料；四、在0～50MPa的压头压力下，在真空或惰性气氛保护下，将铸态复合材料在500～1000℃加热0.05～10h，得到增韧的Ti-Al系金属间化合物。 

本实施方式步骤三中铝合金为各种铝合金。 

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中Ti粉或Ti-Al化合物粉末的粒径为10～1000μm。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中 Ti-Al化合物为Ti₃Al、TiAl、TiAl₃中的一种或其中几种的混合。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。