[发明专利]一种铺粉-热压烧结制备层状钛基复合材料的方法

摘要

一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法。本发明涉及一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法。本发明目的是为了解决层状钛基复合材料界面结合强度低、层厚以及各层成分不易控制、材料制备过程复杂的问题。方法：以混粉‑铺粉‑热压烧结的方式，将钛合金粉末与增强体均匀混合后手动铺粉，省去制备块体材料的过程，不需要预先制备各层材料而是通过直接热压烧结制备钛基层状复合材料。通过调节增强体含量以及铺粉参数，实现成分可控、层厚可调的层状材料制备。本发明用于制备层状钛基复合材料。

主权项

1.一种铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法，其特征在于铺粉‑热压烧结制备层状钛基复合材料的方法按以下步骤进行：一、铺粉：在模具上方设置一个筛子，将塑性层粉末通过筛子倒入模具中，采用钢压头将该塑性层粉末压平压实，再将高强度层粉末通过筛子倒入模具中，再采用钢压头将该高强度层粉末压平压实；所述塑性层粉末是TC4粉末；所述高强度层粉末是以含有高含量增强体的钛基复合材料和陶瓷粉末为原料，在球料比为5:1和转速为200r/min的条件下球磨混合得到的；所述高强度层粉末中增强体的含量为8vol.％；所述陶瓷为TiB₂粉；含有高含量增强体的钛基复合材料中增强体为TiB晶须；所述筛子的孔径尺寸等于塑性层粉末以及高强度层粉末的最大粒径；所述塑性层粉末的质量为12.73g，是通过模具直径60mm、所选TC4粉末压平压实后的理论密度和所需的单层塑性层的厚度1mm计算得到的；所述高强度层粉末的质量为12.73g，是通过模具直径、所选高强度层压平压实后的理论密度和所需的单层高强度层的厚度1mm计算得到的；所述钢压头的直径与模具的直径相同；二、热压烧结：将复合材料粉末体连同模具置于热压烧结炉中，抽真空，在炉体的真空度达到10^‑2Pa时施加5MPa预压，将炉内温度以10℃/min的升温速率升温至900℃后将炉内压力升高至10～100MPa，直至炉内温度升至1200℃，在温度为1200℃的条件下保温45min～80min，冷却至炉内温度为800℃时，泄压，完成层状钛基复合材料的制备，得到TC4‑8vol.％TiBw/TC4层状复合材料；得到的层状钛基复合材料室温抗拉强度为961MPa，延伸率为8.70％，室温抗弯强度为1744MPa，冲击功为13.76J。