原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102864335102864335B(45)授权公告日2014.11.05(21)申请号201210365057.2CN102586670A,2012.07.18,CN102277533A,2011.12.14,(22)申请日2012.09.27张二林等.自生TiC增强钛基复合材料的微(73)专利权人南京航空航天大学观组织.《材料研究学报》.2000,第14卷(第5地址210016江苏省南京市江宁区东山街道期),第524-530页.高桥工业集中区润发路5号胡超杰.空心阴极烧结原位合成TiC/Ti基(72)发明人刘希琴刘子利王文静胡金东复合材料的工艺研究.《中国优秀硕士学位论文王怀涛全文数据库工程科技I辑》.2011,(第6期),第(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所3223726-27页.代理人程化铭审查员马娜(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C1/05(2006.01)(56)对比文件CN102268672A,2011.12.07,权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料，所述合金材料的组成成分质量百分配比为：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1%≤Mo≤2%，余量为Ti及不可避免的杂质，上述合金材料通过以下方法实现：1）配料：按上述质量百分比称取相应量的铝粉、石墨粉、钒粉、钼粉和钛粉；2）球磨混合；3）将步骤2）中球磨过筛后的混合料通过双向模压的压坯；4）将生坯放入真空容器阴极上；5）调节炉内真空度；6）在氩气达到工作气压后对坯料及阴极进行粒子轰击烧结；本发明碳取代部分铝作为合金化元素引入到合金中，通过碳的固溶强化和空心阴极快速烧结原位反应引入高熔点弥散TiC颗粒相强化基体的手段，获得高强度和耐磨性能的低成本颗粒增强合金材料。CN102864335BCN10286435BCN102864335B权利要求书1/1页1.一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料，其特征在于：所述合金材料由以下质量百分比的组分构成：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1%≤Mo≤2%，余量为Ti及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料，其特征在于：所述不可避免的杂质含量控制在0.5%以下。3.根据权利要求1所述的原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料，其特征在于：所述Al、C、V、Mo分别由铝粉、石墨粉、钒粉、钼粉提供。4.一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料的空心阴极烧结方法，其特征在于包括以下步骤：1）配料：按以下质量百分比称取相应量的铝粉、石墨粉、钒粉、钼粉和钛粉：0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2%≤V≤5%，1%≤Mo≤2%，余量为Ti；上述各组分的粉末粒度为：铝粉：300~500目，石墨粉：800~2000目，钒粉：300~500目，钼粉：400-600目，钛粉：300~500目；2）球磨混合：将上述粉料按球料比5:1装入球磨罐中，在转速250~350r/min，球磨罐在氩气保护氛围下球磨1~2h，然后将球磨后混合料过GB/T6005规定的100目筛；3）将步骤2）中球磨过筛后的混合料通过双向模压的压坯，所述模压压力为400~600Mpa；4）在真空室内设置阳极和空心阴极，阳极为真空容器壳体，空心阴极由上述制成的压坯料和可起到隔热作用石墨板构成，放置在阴极上的坯料相互之间的距离为10~20mm；5）选取工业纯氩气为溅射气体，将炉内真空度抽至极限，然后充入保护气体高纯氩气，调节氩气流量使炉内工作气压达到10~50Pa；6）在氩气达到工作气压后开启工件电源，对坯料及阴极进行粒子轰击，在1350~1550℃温度下烧结2~6小时。2CN102864335B说明书1/6页原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种原位合成TiC颗粒增强钛-铝-钒-钼合金材料，属于粉末冶金技术领域。本发明还涉及上述合金材料的制备方法。背景技术[0002]钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，其熔点为1670℃。钛合金因具有比强度高、屈强比高、耐蚀性好等特点成为理想的航天工程结构材料而获得广泛的应用。[0003]室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。按用途可分为结构钛