[发明专利]一种原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及钛基复合材料领域，具体是一种原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料的制备方法。本发明涉及钛基复合材料领域。具体步骤为一、称取原料；二、制备Ti粉和SiC粉的混合粉末；三、装料；四、真空感应熔炼，冷却后得到原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料。本发明可通过调节增强相含量及钛合金基体成分制备高性能的原位自生钛基复合材料，也可结合热锻、热轧、热挤压等工艺进行二次成形，具有工艺简单，成本低，易于实现工业化生产等优点。

主权项

一种原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：该原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料中TiC‑Ti5Si3颗粒质量占总质量的0.57%~22.8%，按照如下的步骤进行：步骤一、根据制备完成后TiC‑Ti5Si3颗粒总质量，钛粉和碳化硅粉的摩尔比为5：1~10:1，计算合成TiC‑Ti5Si3颗粒所需的钛粉和碳化硅粉质量，将钛粉粉碎成直径为20~60μm的颗粒，将碳化硅粉粉碎成直径为0.05~10μm，在球料机中使用球料质量比为10:1~20:1混合均匀备用；步骤二、根据制备完成后钛基复合材料基体合金总质量，计算所需材料量，钛基复合材料基体合金按元素质量百分比含5%~7%的Al、0‑4%的Sn，0‑5%的Zr，0.5%~3%的Mo， 0~2%的Nb，余量为钛和不可避免的杂质组成，首先计算后称量Sn、Zr、Mo、Nb材料，由于熔炼的 Sn、Zr、Mo、Nb一般是以合金形式加入，以纯金属或者铝合金或者钛合金的形式准备Sn、Zr、Mo、Nb合金，剩余铝的量以纯铝的形式准备，剩余钛的量以海绵钛的形式准备；步骤三、按照质量百分比首先向氧化钇陶瓷坩埚内装入30%~50%步骤二准备的海绵钛，然后依次装入40%~60%步骤二准备的Sn、Zr、Mo、Nb纯金属及合金、5%~10%步骤二准备的海绵钛、30%~40%步骤一准备的钛粉和碳化硅粉，5%~10%步骤二准备的海绵钛、剩余步骤二准备的Sn、Zr、Mo、Nb纯金属及合金、5%~10%步骤二准备的海绵钛、剩余的步骤一准备的钛粉和碳化硅粉、剩余步骤二准备的海绵钛，最后装入步骤二准备的纯铝；步骤四、将氧化钇陶瓷坩埚放入真空感应熔炼炉中，抽真空至真空度为7×10‑3Pa~10‑2Pa后开始熔炼，缓慢熔化，完全熔化后保温3min~8min，将熔体浇注到预热温度为400℃~500℃的金属型模具中，冷却后即制得原位自生TiC‑Ti5Si3颗粒增强钛基复合材料。