[发明专利]SiC纤维增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法

权利要求书

1.一种SiC纤维增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法，其特征在于，将SiC纤维固定在模具中，用真空吸铸法将TiAl合金吸铸到模具中与SiC纤维结合在一起形成复合材料，具体步骤如下：

（1）非自耗真空电弧熔炼母合金

按照设计的TiAl合金进行成分配比，将配置的原料放在电弧炉中的水冷铜坩埚里，抽真空至9.9×10^-4Pa以下，向熔炼室内充入惰性气体Ar，打开循环水开始熔炼，加电磁搅拌反复熔炼4～6遍，以保证合金锭成分均匀；

（2）SiC纤维体积分数及分布方式设计

为了达到基体合金的不同的增强效果，SiC纤维体积分数设计为5%～60%，分布方式设计为：均匀六方分布、均匀四方分布、集中成束分布或多束均匀分布；

（3）SiC纤维张紧及其定位

SiC纤维的上下两端采用对称纤维固定薄片固定，保证SiC纤维垂直度，根据设计的SiC纤维体积分数及排布方式在对称纤维固定薄片上打孔；

每根SiC纤维一端连接丝线，以方便后续重物张紧；将每根SiC纤维穿过纤维固定薄片的小孔并固定，固定采用AB胶和陶瓷胶；每根SiC纤维另一端连接丝线，另一端的每根丝线上悬挂同等质量的重物，保持每根SiC纤维都处于张紧状态且张紧力度相同，将该端SiC纤维与纤维固定薄片用胶固定后，剪去丝线去掉重物；

将上述固定的SiC纤维，放置在模具中，通过调整SiC纤维固定薄片一端的螺钉高度，使整束SiC纤维在模具中保持张紧状态；

（4）真空吸铸

将上述模具放入吸铸设备中，调整模具位置，以保证合金液沿着模具浇口的内壁流入模具中；将母合金放入真空吸铸设备熔炼坩埚中，抽真空至5×10^-1Pa以下，开始吸铸，同时打开吸铸阀形成压差，瞬时将合金液注入到模具中，此过程压差为0.03MPa～0.06MPa；

（5）热等静压

将上述吸铸的合金棒进行热等静压，以消除吸铸过程产生的疏松及气孔，热等静压制度为：温度900℃～1150℃，压强100MPa～200MPa，时间2h～4h。

2.根据权利要求1所述的SiC纤维增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法，其特征在于，根据所制备材料尺寸及形状设计模具，在模具上下两端设计固定SiC纤维的纤维固定薄片与限位卡槽，浇铸口为非对称喇叭形开口，便于合金液的顺畅注入，同时防止合金液浇铸到SiC纤维固定薄片上。