抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料及制备制造技术

本发明专利技术抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料及制备属于材料加工工程领域，具体来讲是一种以含硅材料为渗剂，将钛铝基合金制工件包埋，在高温、真空条件下通过将钛铝基合金工件表面渗硅处理，在表层形成由Ｔｉ↓［５］Ｓｉ↓［３］＋１０～４５ｗｔ％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋０～１０ｗｔ％ＴｉＡｌ↓［３］构成渗硅层的梯度材料及制备方法。这种由钛铝基合金为基体以渗硅层为表层的梯度材料在大气中具有优异的抗高温氧化性能及抗热疲劳性能。所用的渗剂来源充足，价格低廉，可多次使用；所采用的渗硅工艺简单，产品质量稳定，易于控制，不受工件形状限制，可使用通用型设备，生产成本低，适用于工业化批量生产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料及制备属于材料加工工程领域，具体来讲是一种以含硅材料为渗剂将钛铝基合金制工件包埋，在高温、真空条件下获得以钛铝基合金为基体，渗硅层为表层的抗高温氧化、抗热疲劳的梯度材料及制备方法。所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的10～40％陈旧硅粉(其中氧含量占0.01～5％)+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～35μm的梯度材料。所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的5～30％Si粉+0.5～5％SiO2+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～35μm的梯度材料。所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的0.5～5％SiO2粉+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件与渗硅剂(混合均匀的碳化硅粉+20～40％钛粉)隔离后，包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃下保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～30μm的梯度材料。本专利技术的优点为所用的渗剂来源充足，价格低廉，可多次使用；渗硅工艺简单，产品质量稳定，易于控制，不受工件形状限制，可使用通用型设备，生产成本低，适用于工业化批量生产。所制备成的这种以钛铝基合金为基体，以厚度为1～35μm的Ti5Si3+10～45％Al2O3+0～10％TiAl3构成的渗硅层为表层的梯度材料具有显著的抗高温氧化、抗热疲劳性能，而且渗硅层与钛铝基合金基体的结合强度高，可满足航空航天及未来汽车工业用重要零部件的技术要求。权利要求1.一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料，其特征在于是一种以钛铝基合金为基体，以渗硅层为表层的抗高温氧化、抗热疲劳的梯度材料，其渗硅层的构成为Ti5Si3+10～45wt％Al2O3+0～10wt％TiAl3。2.按照权利要求1所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料其特征在于是以钛铝基合金为基体，以厚度为1～35μm的Ti5Si3+10～45wt％Al2O3+0～10wt％TiAl3为表层所构成的梯度材料。3.按照上述权力要求1所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是用渗硅剂将钛铝基合金制工件包埋于密闭容器中，在高温、真空条件下渗硅处理，获得以钛铝基合金为基体，以渗硅层Ti5Si3+10～45wt％Al2O3+0～10wt％TiAl3为表层的抗高温氧化、抗热疲劳的梯度材料的制备方法。4.按照权利要求3所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的10～40％陈旧硅粉(其中氧含量占0.01～5％)+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～35μm的梯度材料。5.按照权利要求3所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的5～30％Si粉+0.5～5％SiO2+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～35μm的梯度材料。6.按照权利要求3所述的一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料的制备方法，其特征在于是采用混合均匀的0.5～5％SiO2粉+惰性剂氧化铝、氧化镁、氧化锆及其它们之间的相互组合，将钛铝基合金制工件与渗硅剂混合均匀的碳化硅粉+20～40％Ti粉隔离后，包埋于密闭容器中，置于真空室内，真空度优于10-2Pa，在900～1300℃下保温0.5h～20h后冷却。即得以钛铝基合金为基体，表面渗硅层厚度为1～30μm的梯度材料。全文摘要本专利技术抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料及制备属于材料加工工程领域,具体来讲是一种以含硅材料为渗剂,将钛铝基合金制工件包埋,在高温、真空条件下通过将钛铝基合金工件表面渗硅处理,在表层形成由Ti文档编号C23C10/44GK1382826SQ02110178公开日2002年12月4日 申请日期2002年3月15日 优先权日2002年3月15日专利技术者梁伟, 赵兴国, 石巨岩, 陆路, 郭瑞萍, 边丽萍, 马晓霞 申请人:太原理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温氧化的钛铝基合金梯度材料，其特征在于是一种以钛铝基合金为基体，以渗硅层为表层的抗高温氧化、抗热疲劳的梯度材料，其渗硅层的构成为：Ｔｉ↓［５］Ｓｉ↓［３］＋１０～４５ｗｔ％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋０～１０ｗｔ％ＴｉＡｌ↓［３］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟，赵兴国，石巨岩，陆路，郭瑞萍，边丽萍，马晓霞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]