[发明专利]一种具有高强度和优异耐磨性的钛铝硅碳固溶体块体材料制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高强度和优异耐磨性的钛铝硅碳固溶体块体材料的制备方法。该方法制备得到的钛铝硅碳固溶体的表达式为Ti₃Al_1.2‑xSi_xC₂(0.1≤x<1.1)；其纯度﹥95％，晶粒大小均匀，致密度﹥95％。具体制备方法如下：将Ti、Al、Si和TiC分别按摩尔比1.0:(0.1～1.1):(0.1～1.1):(1.75～2.0)的比例配料；球磨混料；冷压成型；在无压烧结炉中1370～1500℃烧结，保温5～15min，得到块体反应产物；将块体反应产物经过破碎、球磨、干燥和过筛得到Ti₃Al_1.2‑xSi_xC₂固溶体粉体；然后在热压烧结炉中1370～1500℃烧结，加压10～30MPa，保温0.5～1.5h，冷却后得到具有高强度和优异的耐磨性的Ti₃Al_1.2‑xSi_xC₂固溶体块体材料。通过本方法制备的钛铝硅碳块体材料可以极大地提高块体的强度，而且具有优异的耐磨性，方法可靠，适合工业化生产。

主权项

1.一种具有高强度和优异耐磨性的钛铝硅碳固溶体块体材料制备方法，其特征在于：(1)本发明制备得到的钛铝硅碳固溶体块体材料，其表达式为Ti₃Al_1.2‑xSi_xC₂(0.1≤x≤1.1)；(2)本发明制备得到的钛铝硅碳固溶体块体材料，其纯度﹥95％，晶粒大小均匀，致密度﹥95％；(3)本发明制备得到的钛铝硅碳固溶体块体材料，具有高强度(其弯曲强度为445～603MPa之间)和优异耐磨性；(4)该方法包括以下步骤：(1)配料：以Ti粉、Al粉、Si粉和TiC粉作为起始原料，按摩尔比Ti:Al:Si:TiC＝1.0:(0.1～1.1):(0.1～1.1):(1.75～2.0)的比例进行配料；(2)混料：每50g的原料粉需要加入玛瑙球100～150g，球磨时间5～10h；(3)过筛：用10～30目的筛子将玛瑙球筛出，得到了混合均匀的原料粉；(4)压坯：将过筛的原料冷压成任何形状的坯体；(5)装模：将压好的坯体放入模具中；(6)干燥：将装有坯体的模具放入烘箱中干燥0.5～3h；(7)无压烧结：从烘箱中取出的模具放入无压烧结炉中，在氩气的保护下，进行无压烧结。烧结温度为1370～1500℃，保温时间为5～15min，得到烧结的块体反应产物；(8)破碎：将上述的块体反应产物破碎成相对较小的块体，以便于球磨；(9)球磨：每50g的配料需要加入100～150g的玛瑙球，需要加入淹没球料量的酒精，球磨5～10h；(10)过筛：用10～30目的筛子将玛瑙球筛出，得到均匀的浆料；(11)干燥：将均匀的浆料放入烘箱里干燥，直到浆料变成干燥的块体；(12)过筛：将100～800目的筛子将上述干燥的块体过筛，得到细细的粉体；(13)热压烧结：将上述粉体装入任何形状的热压模具中，在氩气保护下，进行热压烧结。烧结温度为1370～1500℃，加的压强为10～30MPa，保温时间为0.5～1.5h，即得到具有高强度和优异耐磨性的钛铝硅碳固溶体块体材料。