[发明专利]一种碳化钛-碳化硅-硼化钛粒子增强钛合金的制备方法

摘要

本发明属于钛合金材料领域，特别是碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛合金的制备方法，涉及到采用碳化钛‑碳化硅‑硼化钛三种粒子反应增强合金材料的制备方法。通过二氧化碳、甲烷、氩气和氧气的混合气体将碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子前驱体粉末吹入钛合金熔体中，通过反应生成碳化钛‑碳化硅‑硼化钛增强微粒，反应完成后，再向钛合金熔体中添加银粉末和铜粉末，经过机械化混合搅拌、变质处理、精炼、浇注，获得铸锭通过带背压的105^o拐角的等通道弯角挤压变形获得具有高强度的纳米碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛合金材料。本发明碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛基合金材料的强度、疲劳寿命、耐磨性能和抗氧化性显著提高。

主权项

一种碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛合金的制备方法，其特征是通过二氧化碳、甲烷、氩气和氧气的混合气体将碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子前驱体粉末吹入钛合金熔体中，通过反应生成碳化钛‑碳化硅‑硼化钛增强微粒，反应完成后，再向钛合金熔体中添加银粉末和铜粉末，经过机械化混合搅拌、变质处理、精炼、浇注，获得铸锭通过带背压的105^o拐角的等通道弯角挤压变形获得具有高强度的纳米碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛合金材料；（a）碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛基合金材料的钛合金基体使用合金的化学成分及质量百分比为： Al：6.5%‑9.75%，V：1.5%‑2.5%，余量为Ti；（b）混合气体中各组分的体积配比为甲烷（8‑45）：氩气（8‑35）：氧气（8‑35）：二氧化碳（8‑70）；混合气体的压力为0.05‑0.3MPa，气体流量0.02‑0.15m³/min；（c）碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子前驱体制备方法：将石英砂粉末、氢化钛、二氧化钛、锰粉、氯化钠粉末、硼砂采用加入无水乙醇并搅拌均匀，通过超声振荡处理，然后加入纳米尺寸的活性炭粉末，继续超声振荡处理，然后在真空炉中再充氩气1550‑1800℃高温煅烧下并保温3小时，随炉冷却然后研磨得到平均粒子度为40纳米‑100纳米的前驱体粉末；（d）向钛合金熔体中所添加的银粉末和铜粉末是通过机械化球磨法24小时获得的平均微粒度为40纳米‑100纳米的微粒；（e）所述碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子增强钛基合金材料的制备方法，碳化钛‑碳化硅‑硼化钛粒子与钛基合金基体材料的重量百分比为（5‑10）:（95‑90）。