[发明专利]一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法

权利要求书

1.一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、硼包覆TC4钛合金粉末的制备：将硼粉与TC4钛合金球形粉放入行星式球磨机中进行球磨处理，得到硼包覆TC4钛合金球形粉末；

步骤二、石墨烯材料包覆硼包覆TC4钛合金粉末的制备：将石墨烯材料放入乙醇中超声均匀分散，得到石墨烯材料溶液，然后将步骤一中得到的硼包覆TC4钛合金球形粉末加入到石墨烯材料溶液中恒温机械搅拌至半干状态，得到混合浆料，依次经干燥、研磨和过滤，得到石墨烯材料包覆硼包覆TC4钛合金粉末；所述石墨烯材料为石墨烯纳米片，石墨烯微片或氧化石墨烯；

步骤三、石墨烯-硼共强化TC4钛合金复合材料的制备：将步骤二中得到的石墨烯材料包覆硼包覆TC4钛合金粉末进行等离子烧结，再经轧制得到石墨烯-硼共强化TC4钛合金复合材料；所述石墨烯-硼共强化TC4钛合金复合材料的强度高达1500MPa，塑性高达8%。

2.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤一中所述硼粉与TC4钛合金球形粉的质量比为（0.1~4）:（100~1000），所述硼粉的粒径为1μm~5μm，TC4钛合金球形粉的粒径为15μm~53μm。

3.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤一中所述球磨处理的转速为200r/min~400r/min，时间为1h~10h，球料比为（3~6）:1。

4.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤二中所述石墨烯材料的片径为5μm，厚度为10nm。

5.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤二中所述石墨烯材料的质量与乙醇的体积之比为（0.1~5）:（100~800），质量的单位为g，体积的单位为mL。

6.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤二中所述超声均匀分散的时间为1h~3h。

7.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤二中所述恒温机械搅拌的温度为30℃~60℃，转速为300r/min~400r/min。

8.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤二中所述干燥采用的设备为真空干燥箱，干燥的温度为60℃~100℃，时间为5h~10h，所述过滤采用200~400目的筛网。

9.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤三中所述等离子烧结的升温速率为50℃/min~200℃/min，温度为900℃~1200℃，时间为5min，压力为30MPa~60MPa。

10.根据权利要求1所述的一种共强化法实现TC4钛合金高强韧性的制备方法，其特征在于，步骤三中所述轧制采用的温度为700℃~1200℃，保温时间为10min~30min，轧制变形量为50%~90%。