[发明专利]原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料，其特征在于：所述合金材料由以下质量百分比的组分构成：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1.5%≤Zr≤3.5%，余量为Ti及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料，其特征在于：所述不可避免的杂质含量控制在0.5%以下。

3.根据权利要求1所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料，其特征在于：所述Al、C、V、Zr分别由铝粉、石墨粉、钒粉、锆粉提供。

4.一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）配料：按以下质量百分比称取相应量的铝粉、石墨粉、钒粉、锆粉和钛粉：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1.5%≤Zr≤3.5%，余量为Ti；上述各组分的粉末粒度为：铝粉：300~500目，石墨粉：800~2000目，钒粉：300~500目，锆粉：400-600目，钛粉：300~500目；

2）球磨混合：将上述粉料按球料比5:1装入球磨罐中，在转速250~350r/min，球磨罐在氩气保护氛围下球磨1~2h，然后将球磨后混合料过GB/T6005规定的100目筛；

3）将步骤2）中球磨过筛后的混合料通过双向模压的压坯，所述模压压力为400~600Mpa；

4）在真空室内设置阳极和空心阴极，阳极为真空容器壳体，空心阴极由上述制成的压坯料和可起到隔热作用石墨板构成，放置在阴极上的坯料相互之间的距离为10~20mm；

5）选取工业纯氩气为溅射气体，将炉内真空度抽至极限，然后充入保护气体高纯氩气，调节氩气流量使炉内工作气压达到10~50Pa；

6）在氩气达到工作气压后开启工件电源，对坯料及阴极进行粒子轰击，在1350~1550℃温度下烧结2~6小时。

5.根据权利要求4所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤5）与步骤6）之间，还包括步骤：

（1）对坯料及阴极进行粒子轰击，并持续20min；

（2）将气压调节至极限真空度，排出由于粒子轰击产生的杂质；

（3）若炉腔内仍残留有杂质，则继续执行步骤（1）、（2），直至充分满足钛合金的烧结。

6.根据权利要求4所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-锆合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5）炉内工作气压由以下方法实现：

（1）首先依次开启机械泵、分子泵，将炉内真空度抽至极限；

（2）然后充入保护气体高纯氩气，调节氩气流量使炉内气压达到需要的工作气压；

（3）待稳定后再次抽气至极限真空度，重复上述步骤，直至炉内氧气等杂质气体含量达到最低。