一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法技术

本发明专利技术是一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，步骤如下：将连续SiC纤维放入物理气相沉积设备中，采用物理气相沉积的方法在纤维表面均匀沉积“先驱丝”；随后将先驱丝裁剪到一定长度，并通过将同牌号的钛合金锻件加工为试样工装，将裁剪后的先驱丝紧密放入试样工装内，通过SPS成型工艺实现SiCf/Ti复合材料板材的制备，从而获得界面反应较轻、纤维排布均匀的SiCf/Ti复合材料板材。本发明专利技术既可以有效调节纤维的体积分数，也可以有效的保证纤维在复合材料内部均匀排布，同时避免了采用昂贵的钛合金粉末作为成型原材料；成型温度低时间短可以有效地减轻界面反应程度。该方法工艺简单、生产效率高，有助于快速实现复合材料板材的制备。

Preparation method of SiC fiber reinforced titanium matrix composite plate

The invention is a preparation method of a SiC fiber reinforced titanium based composite sheet. The steps are as follows: the continuous SiC fiber is placed in a physical vapor deposition device, and the \precursor wire\ is evenly deposited on the surface of the fiber by physical vapor deposition; then the precursor wire is cut to a certain length and through the titanium alloy forging of the same brand. As the sample tooling is processed, the trimmed precursor wire is put into the sample tooling, and the SiCf/Ti composite sheet is prepared by SPS forming process, thus the SiCf/Ti composite material with light interface reaction and uniform distribution of fiber is obtained. The invention can not only effectively regulate the volume fraction of the fiber, but also effectively ensure the fiber is evenly distributed inside the composite material. At the same time, the expensive titanium alloy powder is avoided as the forming raw material; the low temperature of the molding can effectively reduce the degree of interface reaction. The method is simple in technology and high in production efficiency, and is helpful for the rapid preparation of composite materials.

【技术实现步骤摘要】
一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法
本专利技术属于金属基复合材料研究领域，涉及纤维排布均匀、界面反应程度小、操作简单的SiCf/Ti复合材料板材的制备方法。具体为一种一种SiC纤维增强钛基复合材料的制备方法，该制备方法能制备高性能的SiC纤维增强钛基复合材料板材或型材。
技术介绍
SiCf/Ti复合材料具有高比强度、高比刚度、优良的抗蠕变和抗疲劳性能，被认为是理想的轻质耐高温结构材料。在高推重比航空发动机(如压气机叶片、叶环和涡轮轴等)和超音速空天飞行器(如飞机蒙皮、加强筋等)中具有良好的应用前景，已成为高推重比航空发动机必须的关键新材料。SiCf/Ti复合材料的成型常采用热等静压(HIP)或热压(VHP)方式成型，成型过程中升温降温速率慢和成型温度高会导致SiC纤维与基体钛合金界面反应层增厚，同时保温保压时间长会引起钛合金基体晶粒长大，严重降低了复合材料的拉伸强度和疲劳寿命，限制了材料的使用。放电火花等离子烧结(SPS)技术具有快速升温、成型温度低和快速融合等特点，采用该方法用于复合材料的成型可有效地减轻界面反应层厚度，是适用于制备SiCf/Ti复合材料的新型成型工艺，故本专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，该制备方法应用石墨模具和转动支架；所述转动支架上环状分布有多个立杆；所述转动支架作为物理气相沉积工艺中基体的支架，所述基体为SiC纤维；包括如下步骤：步骤一、将SiC纤维沿着环状分布多个立杆进行缠绕，所述转动支架保持转动状态并通过物理气相沉积工艺将钛合金沉积到SiC纤维基体上，得到SiC纤维先驱丝；步骤二、将SiC纤维先驱丝真空封装在钛合金材料内部；步骤三、将封装后的钛合金材料置于石墨模具的模腔中，对模腔抽真空后进行放电等离子烧结。

【技术特征摘要】
1.一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，该制备方法应用石墨模具和转动支架；所述转动支架上环状分布有多个立杆；所述转动支架作为物理气相沉积工艺中基体的支架，所述基体为SiC纤维；包括如下步骤：步骤一、将SiC纤维沿着环状分布多个立杆进行缠绕，所述转动支架保持转动状态并通过物理气相沉积工艺将钛合金沉积到SiC纤维基体上，得到SiC纤维先驱丝；步骤二、将SiC纤维先驱丝真空封装在钛合金材料内部；步骤三、将封装后的钛合金材料置于石墨模具的模腔中，对模腔抽真空后进行放电等离子烧结。2.如权利要求1所述的一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，其特征在于：所述石墨模具包括外模和内模；内模固定在外模内腔中，所述的内模形成钛合金材料的模腔。3.如权利要求2所述的一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，其特征在于：所述的石墨模具的内模由多个模块构成，多个模块围成立方体模腔，多个模块的外廓形状与外模形状配合。4.如权利要求1或2所述的一种SiC纤维增强钛基复合板材的制备方法，其特征在于：步骤一中，物理气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏涓，黄浩，李虎，黄旭，沙爱学，李臻熙，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11