一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料及其制备方法.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CN113667862A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110897631.8C22F1/043(2006.01)(22)申请日2021.08.05C21D1/18(2006.01)C22C1/08(2006.01)(71)申请人贵州贵材创新科技股份有限公司C22C1/03(2006.01)地址550009贵州省贵阳市经济技术开发区桐荫路43号(72)发明人李衍蓓李衍雷(74)专利代理机构贵阳东圣专利商标事务有限公司52002代理人袁庆云(51)Int.Cl.C22C21/02(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F3/02(2006.01)B22F3/11(2006.01)B22D23/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料，按质量比计，包括以下原料；钛粉、铝粉的质量比为1：1；其制备方法如下：称取钛粉、铝粉，得混合物料a，混合物料a与造孔剂混合，加入粘结剂，均匀混合，得混合物料b，将混合物料b置入模具中压实成坯，脱模，得生坯，将生坯放入真空干燥箱中去孔干燥，得多孔的生坯块，生坯块在真空条件下，进行烧结，得多尺度结构TiAl多孔材料；按配比的合金成分，称取合金材料，加入熔炉中，待炉料全部熔化后，扒渣精炼，得精炼金属熔液；烧结后的TiAl多孔材料放入铸造模具中，进行压力侵渗，浇注后材料进行固溶+时效处理。本发明强度和耐热性好，且耐磨性好，热膨胀系数低，价格低。CN113667862ACN113667862A权利要求书1/2页1.一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料，按质量比计，包括以下原料；钛粉、铝粉的质量比为1：1。2.一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料的制备方法，包括以下步骤：A称取钛粉、铝粉和硬质氧化锆合金球，硬质氧化锆合金球为直径1～8mm的硬质氧化锆合金球，硬质氧化锆合金球的质量与钛粉、铝粉的质量比为4：1：1：，混合均匀后将氧化锆合金球取出，得混合物料a；B将混合物料a与造孔剂混合，加入粘结剂，均匀混合，得混合物料b；C将混合物料b置入模具中压实成坯，压力200～2250MPa，保压时间为1～2min，脱模，得生坯；D将步骤C中所得生坯放入真空干燥箱中去孔干燥，先以8～10℃/min速度，升温至70℃，保温1～2h，随后以5～7℃/min的速度，升温至150℃，保温1～2h，然后冷却至室温,得多孔的生坯块；E将步骤D中所得多孔生坯块在真空条件下，真空条件的真空度为1×10‑3Pa～1×10‑2Pa，进行烧结，先以4～6℃/min的速度，升温至600～650℃，保温1～2h，随后以4～6℃/min的速度，升温至1100～1300℃，保温1～2h，随后冷却至室温,得多尺度结构TiAl多孔预制体材料；F按配比的合金成分，称取合金材料，加入熔炉中，待炉料全部熔化后，扒渣精炼，得精炼金属熔液；G将步骤E中所得烧结后的TiAl多孔材料放入铸造模具中，使用步骤F中所得金属熔液，进行压力侵渗;H对浇注后材料进行固溶+时效处理。3.根据权利要求2所述的一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述Ti粉的粒径为10～30μm，形状为不规则多边形；所述铝粉的粒径为20～30μm，形状为不规则球形。4.根据权利要求2所述的TiAl增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B中，所述混合物料a与造孔剂的体积比为2～5：8～5；所述造孔剂为碳酸氢铵、尿素、NaCl或NaF中的至少一种；所述造孔剂为碳酸氢铵，碳酸氢铵的形状为球形，碳酸氢铵的粒径为0.4～1mm。5.根据权利要求2所述的TiAl增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤B中，所述粘结剂的加入量为混合物料b质量的1～2%；所述粘结剂为硅溶胶。6.根据权利要求2中所述的TiAl增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤F中，按配比的合金成分，加入铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝硅中间合金、铝镍中间合金和纯铝，2/3以上的炉料熔化，待炉料全部熔化后，将炉温降至720～730℃保温15～20min；其中，设定的合金为一种含铝硅合金，其化学成分按照重量百分比为：Cu：3.0～4.0％，Mn：0.4~1.2%，Mg：0.1~1.0%，Si：7～8%，Ni：0.1～1.0%，余量为Al和不可避免的杂质；待炉温稳定后，扒去熔渣，加入氩气精炼后，在725～730℃下保温10～15min后撇渣，得到精炼金属熔液。7.根据权利要求2中所述的TiAl增强铝基复合材料的制备方法，其