一种钛合金点阵增强铝基复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114807683A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210325758.7B22D23/04(2006.01)(22)申请日2022.03.30B33Y10/00(2015.01)(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人王智董志燕王勇张卫文杨超(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师林奕聪(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)B22F10/66(2021.01)B22F10/28(2021.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种钛合金点阵增强铝基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钛合金点阵结构增强铝基复合材料及其制备方法。所述钛合金点阵结构增强铝基复合材料包括Ti‑6Al‑4V点阵增强体和铝基体，所述Ti‑6Al‑4V点阵增强体为二维圆形或二维蜂窝结构。本发明通过设计Ti‑6Al‑4V点阵增强体的点阵结构的三维模型，通过选区激光熔化将Ti‑6Al‑4V金属粉末成型；将铝基体和Ti‑6Al‑4V点阵增强体在真空环境下加热至700℃‑850℃，利用惰性气体加压将铝基体浸渗入Ti‑6Al‑4V点阵增强体的点阵结构中；冷却，得到钛合金点阵结构增强铝基复合材料。本发明制备的复合材料的结构精确可控，因此性能可得到有效调控，具有高比强度、高弹性模量的优异特性。CN114807683ACN114807683A权利要求书1/1页1.一种钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述钛合金点阵结构增强铝基复合材料包括Ti‑6Al‑4V点阵增强体和铝基体，所述Ti‑6Al‑4V点阵增强体为二维圆形或二维蜂窝结构。2.根据权利要求1所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述铝基体为7075铝合金。3.根据权利要求1所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述Ti‑6Al‑4V点阵增强体的体积分数为40％～80％。4.根据权利要求1所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述钛合金点阵结构增强铝基复合材料的理论密度为3.45～4.11g/cm3。5.根据权利要求1所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述二维圆形或二维蜂窝结构的孔均呈平面密排分布；任意一个孔被周围6个孔环绕；所述二维圆形结构的圆形孔孔径为0.1～3mm；所述二维蜂窝结构的正六边形边长为0.1～3mm；所述二维圆形或二维蜂窝结构的壁厚为0.2～2mm。6.根据权利要求1所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料，其特征在于，所述钛合金点阵结构增强铝基复合材料的抗压强度为930‑1172MPa，比强度为262‑311MPa/g/cm3，弹性模量为92‑102Gpa。7.权利要求1‑6任一项所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设计Ti‑6Al‑4V点阵增强体的点阵结构，利用Solidworks软件建立点阵结构的三维模型，通过选区激光熔化将Ti‑6Al‑4V金属粉末成型，对成型后的Ti‑6Al‑4V点阵增强体进行磨粒流抛光处理；(2)将铝基体和步骤(1)的Ti‑6Al‑4V点阵增强体在真空环境下加热至700℃‑850℃，使铝基体完全熔化，利用惰性气体加压将铝基体浸渗入Ti‑6Al‑4V点阵增强体的点阵结构中；(3)停止加热，冷却，得到钛合金点阵结构增强铝基复合材料。8.根据权利要求7所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述磨粒流抛光处理的磨料为SiC，压力为30‑60Kg，时间为0.5‑1h。9.根据权利要求5所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述真空环境的真空度为80‑100Pa；所述加热的过程为：以8‑10℃/min的升温速率从室温升高至350‑400℃，保温10‑15min，然后以6‑8℃/min的升温速率升高至550‑600℃，保温10‑15min，最后以3‑5℃/min的速率升高至700℃‑850℃，保温10‑15min。10.根据权利要求5所述的钛合金点阵结构增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述惰性气体为氩气，所述加压的压力为0‑2.5MPa，所述加压时间为1‑2min，保压时间为5‑10min。2CN114807683A说明书1/6页一种钛合金点阵增强铝基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种钛合金点阵结构增强铝基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]在航空航天领域，轻质、高强是其结构材料永远的追求目标；