一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114210987A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111574718.8B22F1/00(2022.01)(22)申请日2021.12.21B33Y70/00(2020.01)(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人韩远飞苏鑫吕维洁李劭鹏方旻翰(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)C22C1/10(2006.01)B22D13/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法(57)摘要本发明提供一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及其制备方法，所述高体分颗粒增强钛基复合材料的制备方法包括如下步骤：设计增强钛基复合材料成分，所述增强钛基复合材料成分包括基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C；将中间合金B和原位自生反应添加颗粒C混合均匀，压制成电极棒；将电极棒真空自耗熔炼，使基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C进行原位反应，获得高体分颗粒增强钛基复合材料铸锭；将铸锭作为电极在真空凝壳炉中进行加热重熔，浇筑到模具中，制备成制粉用棒材；将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，制得高体分颗粒增强钛基复合材料粉体。CN114210987ACN114210987A权利要求书1/1页1.一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、设计增强钛基复合材料成分，所述增强钛基复合材料成分包括基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C；其中：所述中间合金B选自Al‑V合金、Al‑Mo合金、Al‑Nb合金、Ti‑Sn合金、Al‑Si合金、Al‑Sn合金中的一种或多种；所述原位自生反应添加颗粒C选自TiB2、B4C、碳粉、LaB6、Si粉中的一种或多种；S2、将中间合金B和原位自生反应添加颗粒C混合均匀，并包裹成小块，与基体钛合金A共同均匀放置于模具中，压制成电极棒；S3、将电极棒真空自耗熔炼，使基体钛合金A、中间合金B和原位自生反应添加颗粒C进行原位反应，获得高体分颗粒增强钛基复合材料铸锭；S4、将铸锭作为电极在真空炉中进行加热重熔，获得高体分颗粒增强钛基复合材料熔液，通过离心铸造将熔液制备成制粉用棒材；S5、将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，制得高体分颗粒增强钛基复合材料粉体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4具体为：将步骤S3的铸锭作为电极安装在真空凝壳炉中进行加热重熔，高体分钛基复合材料熔液收集于坩埚中，坩埚表面形成一层厚度为2.6～5mm的钛基复合材料液凝壳作为保护层，将坩埚中熔液浇筑到电极石墨模具中，旋转模具离心，通过离心铸造过程，制备多根高体分复合材料制粉用棒材。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，真空凝壳炉中进行加热重熔过程中，熔炼电流为1.5KA～3KA。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，气雾化制粉的具体步骤为：将步骤S4的棒材作为电极，焊接于感应熔炼制粉设备中，利用感应线圈加热熔化棒材，棒材自身旋转逐渐下落，熔体液滴在高速惰性气体冲击下破碎，冷凝为球形粉体。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述真空自耗熔炼的过程中，真空度保持在1×10‑2～1×10‑3Pa。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，压制后电极棒的尺寸为外径100～250mm，长度800～1200mm的圆柱。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述真空自耗熔炼次数至少为两次，熔炼电流为1～3KA。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，感应熔炼过程中电极熔炼温度为1700～2000℃，雾化压力为2.5～4MPa，采用惰性气体为氩气。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，离心铸造过程中离心盘旋转速度为200～600转/分。10.一种如权利要求1‑9中任一项所述的制备方法制备得到的高体分颗粒增强钛基复合材料粉体。2CN114210987A说明书1/7页一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法技术领域[0001]本发明属于金属基复合材料和粉体冶金领域，具体涉及一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体制备方法。背景技术[0002]颗粒增强钛基复合材料具有低密度、高强度、高硬度、高比刚度和比模量等优良的综合性能，能够满足航空航天领域关键器件高性能和轻量化的要求。高体分颗粒增强钛基复合材料通过引入体积分数大于10