[发明专利]一种TiAl系层状复合板材制备方法

权利要求书

1.一种TiAl系层状复合板材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、备料，制备高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板；

S2、表面处理，将得到的高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板待连接表面采用磨床进行精细打磨，打磨后对待连接表面进行抛光处理，随后将其浸入无水乙醇中超声波清洗，清洗后备用；

S3、真空扩散连接，将处理后的高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板交替装配组合后放入预先准备的石墨模具中，并放置真空扩散焊机炉腔内，关闭真空扩散焊机机门，进行抽真空操作，完成高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板层状复合材料的预制备；其中，进行抽真空操作具体为当真空扩散焊机炉腔真空度抽至5×10^-3Pa以下时，以10℃/min的升温速率使炉温梯度升至930℃~950℃，通过真空扩散焊机的石墨压头对高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板交替装配料施加5MPa~10MPa的轴向压力，施加轴向压力要与高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板交替装配料连接平面保持垂直，交替装配料的顶层和底层均是高温TiAl合金薄板，保持90min~180min，保温结束后卸载压力让高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板随真空扩散焊机炉腔却至室温，即完成了高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板层状复合材料的预制备；

S4、包套组件制备，包套组件包括上包套盖和下包套盖以及中间的包套环，上包套盖和下包套盖是尺寸和厚度相同的不锈钢板，包套环位于上包套盖和下包套盖的中心，将包套环焊接到到下包套盖上，形成包套组合体，并对上包套盖的内表面和下包套盖的内表面以及包套环的内表面分别涂抹止焊剂；

S5、装配，将5mm厚的耐火棉铺展到涂抹有止焊剂的包套组件表面，将S3中制备的层状复合材料装入制作好的包套组合体中，并将上包套盖焊接到包套组合体上，上包套盖与包套组合体同轴，装配时层状复合材料的连接平面与上包套盖平行，完成试样的包套；

S6、高温轧制，将S5中包套好的试样装入箱式炉中，随炉匀速5℃/min升温至1200℃，保温10min~15min，将坯料从箱式炉中转移到双辊轧机上，进行高温轧制变形，轧制速度为5m/min，道次间下压量控制在5%~10%，第一道次完成后将坯料转移到箱式炉中进行随炉保温，保温温度也为1200℃，保温时间为10min~15min，然后再次重复轧制过程，直至获得所需层状复合板材的厚度即可；

S7、后处理，多道次高温轧制完成后，通过机械加工去除包套，并对层状复合板材的表面进行打磨、清洗；

S8、热处理，将打磨、清洗好的层状复合板材在真空箱式炉或氩气保护的气氛炉中进行热处理；

S9、终处理，热处理后，根据设计要求进行机械加工，获得设计尺寸的层状复合板材，完成TiAl系层状复合板材的制备。

2.根据权利要求1所述的一种TiAl系层状复合板材制备方法，其特征在于，在S1中，高温TiAl合金为Ti-43Al-4Nb-1Mo-0.1B合金，高温Ti₂AlNb合金为Ti-22Al-25Nb合金，高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板的厚度分别为1mm~3mm，且高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板的厚度相同，且高温TiAl合金薄板和高温Ti₂AlNb合金薄板均从锻造态的坯料上采用线切割加工得到。

3.根据权利要求1所述的一种TiAl系层状复合板材制备方法，其特征在于，在S2中抛光处理是采用1.5#金刚石抛光膏对高温TiAl合金薄板和Ti₂AlNb合金薄板待连接表面进行抛光处理，再将高温TiAl合金薄板和Ti₂AlNb合金薄板浸入无水乙醇中超声波清洗10min~15min，最后把高温TiAl合金薄板和Ti₂AlNb合金薄板试样置于无水乙醇中保存，以待扩散连接。