壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115815595A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310051434.3C23C14/35(2006.01)(22)申请日2023.02.02B22F9/04(2006.01)B22F1/16(2022.01)(71)申请人西安稀有金属材料研究院有限公司B22F3/105(2006.01)地址710000陕西省西安市高新区天谷七B22F3/14(2006.01)路996号西安国家数字出版基地C座2B22F3/15(2006.01)层B22F3/23(2006.01)申请人西北有色金属研究院C22C1/05(2023.01)(72)发明人董龙龙张于胜王国鹏孙国栋C22C14/00(2006.01)李明佳徐俊杰C22C32/00(2006.01)(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213专利代理师马小燕(51)Int.Cl.B22F1/17(2022.01)B22F1/065(2022.01)C23C14/16(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法(57)摘要本发明公开了一种壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，该方法包括：一、采用磁控溅射使得金属原子均匀包覆在球形钛基粉末的表面，得到一级壳核结构钛基复合粉体；步骤二、将增强体前驱体与一级壳核结构钛基复合粉体进行低损伤球磨，使得增强体前驱体包覆到一级壳核结构钛基复合粉体的表面，得到二级钛基复合粉体；三、致密化烧结得到网状结构钛基复合材料。本发明采用磁控溅射结合低损伤球磨，实现了对二级钛基复合粉体包覆层及金属壳体厚度和组织均匀性的精确控制，经致密化烧结工艺获得两级网状结构的钛基复合材料，使得复合材料的强度显著提高并具有优异的塑性，且工艺简单、绿色环保，具有广阔的工业化生产前景。CN115815595ACN115815595A权利要求书1/1页1.壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、一级壳核结构钛基复合粉体制备：选择旋转电极法制备的球形钛基粉末作为基体粉末，并将基体粉末倒入磁控溅射设备的振动槽内并整体作为阳极，选择与球形钛基粉末发生共析反应的金属靶材作为阴极，调节阳极的振动频率和振幅，保持球形钛基粉末在振动槽内均匀振动翻滚，同时调控偏压、功率和时间进行磁控溅射，使得阴极金属靶材溅射出的金属原子均匀包覆在球形钛基粉末的表面，形成金属‑钛基粉末壳核结构，得到一级壳核结构钛基复合粉体；所述球形钛基粉末为球形钛粉末或球形钛合金粉末；步骤二、二级钛基复合粉体制备：将增强体前驱体与步骤一中得到的一级壳核结构钛基复合粉体进行低损伤球磨，使得增强体前驱体包覆到一级壳核结构钛基复合粉体的表面，形成增强体前驱体‑金属‑钛基粉末壳核结构，得到二级钛基复合粉体；步骤三、网状结构钛基复合材料制备：将步骤二中得到的二级钛基复合粉体进行致密化烧结，得到网状结构钛基复合材料。2.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤一中所述球形钛基粉末的粒径为15μm150μm，化学成分符合国标GB/T~3620.1‑2016《钛及钛合金牌号和化学成分》，球形钛基粉末表面无行星粉和空心粉。3.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤一中所述与球形钛基粉末发生共析反应的金属为铜或镍。4.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属靶材的质量纯度为99.995%以上。5.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤一中所述磁控溅射的偏压为0V~200V，功率为100W~300W，时间为0.5h~4h。6.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤二中所述增强体前驱体为硼源或碳源，粒径为10nm~1μm，加入质量为一级壳核结构钛基复合粉体质量的0.1%~2%。7.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤二中所述低损伤球磨的转速为150rpm~300rpm，时间为1h~10h，球料比为3~6：1。8.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤三中所述致密化烧结的温度为800℃~1100℃，保温时间为5min~120min，压力为30MPa~150MPa。9.根据权利要求1所述的壳核结构钛基复合粉体及网状结构钛基复合材料制备方法，其特征在于，步骤三中所述致密化烧结为等离