[发明专利]一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：机械合金化

将钛粉、铌粉、碳源置于真空球磨罐中球磨，直至单质粉末合金化；

所述碳源为硬脂酸、酒精、甲苯、正庚烷中的一种；

所述钛粉、铌粉的添加量按质量比计钛粉：铌粉为60～75:25～40；

所述碳源的添加量为钛粉与铌粉质量之和的1～3wt％；

所述球磨介质采用直径为Φ8～Φ15mm的不锈钢球，球料比为10:1～20:1，转速为200～280r/min；球磨时间为10～15h；

步骤二：预烧

将步骤一所得的合金粉末放入真空烧结炉中，真空下烧结，即获得TiC及钛铌合金粉末，所述烧结温度为450～600℃，所述烧结保温时间为60～120min；

步骤三：烧结

将步骤二得到的粉末预压成型，组装烧结单元后，置于六面顶压机中进行烧结，即获得TiC增强超细晶β钛铌基复合材料；所述烧结压力为2～5GPa，烧结温度为1100～1200℃。

2.根 据权利要求1所 述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳源为硬脂酸、酒精中的一种。

3.根 据权利要求1所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钛粉、铌粉的粒径为50～75μm；所述钛粉、铌粉的纯度在99.9％以上。

4.根 据权利要求1所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述碳源的添加量为钛粉与铌粉质量之和的2～3wt％。

5.根 据权利要求1所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，球磨介质采用直径为Φ10～Φ15mm的不锈钢球，球料比为10:1～15:1，转速为200～240r/min；球磨时间为10～12h。

6.根 据权利要求1所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，合金粉末放入真空烧结炉后，先对炉子抽真空，直至真空度为5×10^-2～5×10^-3Pa，随后按升温速率5～8℃/min升温至450～600℃。

7.根 据权利要求1所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，烧结过程为，在2～5GPa的压力下，以300～400℃/min的速率升温至1100～1200℃，保温保压5～15min，加热结束后，继续保压3～4min，样品冷却后，泄压，取出样品。

8.根 据权利要求1-7任意一项所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，所制备的TiC增强超细晶β钛铌基复合材料中，增强体TiC为等轴状，体积分数为25～40％，粒径为0.15～0.9μm，均匀的分布在钛铌基体中。

9.根 据权利要求1-7任意一项所述的一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法，其特征在于，所制备的TiC增强超细晶β钛铌基复合材料，基体晶粒尺寸为0.2～1μm，致密度>99.3％，硬度为452.2～552.1Hv，屈服强度为1660～1930MPa，断裂应变为5.2～21.88％。