一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，包括：按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为70～80％，碳化钛10～20％，钛基合金粉末为5～10％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20～28h，烘干，研磨至一定细度，得到混合粉末；将混合粉末用钢模于30～50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1～5min，得到压坯；将上述压坯置于惰性气氛中保温，脱除成型剂，然后继续升温焙烧，保温，得到二硼化钛基金属复合材料。本发明专利技术中的二硼化钛基金属复合材料致密度高，通过加入钛基合金粉末，不仅能够提高二硼化钛基金属复合材料的抗弯强度，而且还能提高其断裂韧性。

Preparation of Titanium Diboride-based Metal Composites

The invention discloses a preparation method of titanium DIBORIDE-BASED metal composite material, which includes: proportioning according to the following mass percentage: titanium diboride 70-80%, titanium carbide 10-20%, titanium-based alloy powder 5-10%, mixing uniformly, adding appropriate amount of anhydrous ethanol, using agate ball as mixing medium, mixing 20-28h, drying, grinding to a certain fineness, and obtaining mixed powder. The cuboid compact was obtained by pressing the mixed powder with steel mould under 30-50 Mpa pressure, and then the compact was obtained by holding the compact for 1-5 minutes with a cold isostatic press. The compact was kept in inert atmosphere for heat preservation, the forming agent was removed, and then the titanium DIBORIDE-BASED metal composites were obtained by heating and calcining. The titanium DIBORIDE-BASED metal composite material has high density. By adding titanium-based alloy powder, not only the bending strength but also the fracture toughness of the titanium DIBORIDE-BASED metal composite material can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法
本专利技术涉及金属复合材料
，特别是涉及一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法。
技术介绍
二硼化钛具有优异的综合性能，熔点和硬度高，热稳定性、抗氧化性、抗腐蚀性和耐磨性能好，作为优异的硬质相在复合材料、金属陶瓷等新材料领域被公认为极具推广价值和应用前景的高新技术材料。近年来，广大科研工作者通过对添加金属烧结添加剂制备的二硼化钛基金属陶瓷的研究表明，二硼化钛基金属陶瓷具有极高的红硬性、良好的断裂韧性、抗热疲劳、抗热冲击性能，硬度—断裂韧性组合优于一般的硬质合金，且具有抗月牙洼和抗粘着的能力。与其他陶瓷材料相比，在加工铁合金时，具有很好的导热性，不与铁合金发生反应，适合于中高速加工，在精加工中碳钢、球墨铸铁、铝硅合金以及加工铁合金等方面，具有良好的应用前景。此外，二硼化钛基金属陶瓷具有出色的抗腐蚀性和耐磨性能，其更加广泛的应用尚有待开发与探索。当前制备的二硼化钛基金属陶瓷，由于添加的金属添加剂的含量一般不超过总质量的10％，使得二硼化钛基金属陶瓷虽然拥有高硬度，但抗弯强度和断裂韧性却较低。为此，有必要针对上述问题，提出一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为80～90％，钛基合金粉末为10～20％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20～28h，烘干，研磨至一定细度，得到混合粉末；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:1～5混合均匀，采用钢模于30～50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1～5min，得到压坯；(3)将上述压坯置于500～600℃的惰性气氛中保温1～2h，脱除成型剂，然后继续升温至800～1000℃焙烧1～2h，保温30～50min，得到二硼化钛基金属复合材料。优选的，步骤(1)中，所述钛基合金粉末包括质量之比为3～5:1:1的钛、镍、钼。优选的，步骤(1)中，所述无水乙醇占所述混合粉末重量的3～8％。优选的，步骤(1)中，所述混合粉末的平均粒度为0.1～1μm。优选的，步骤(1)中，烘干温度为110℃。优选的，步骤(2)中，所述成型剂为石蜡。优选的，步骤(2)中，混合粉末与成型剂的质量比为100:3。优选的，步骤(3)中，惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中的二硼化钛基金属复合材料致密度高，通过加入钛基合金粉末，不仅能够提高二硼化钛基金属复合材料的抗弯强度，而且还能提高其断裂韧性。具体实施方式本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。本专利技术公开一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为80～90％，钛基合金粉末为10～20％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20～28h，烘干，研磨至一定细度，得到混合粉末；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:1～5混合均匀，采用钢模于30～50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1～5min，得到压坯；(3)将上述压坯置于500～600℃的惰性气氛中保温1～2h，脱除成型剂，然后继续升温至800～1000℃焙烧1～2h，保温30～50min，得到二硼化钛基金属复合材料。其中，步骤(1)中，所述钛基合金粉末包括质量之比为3～5:1:1的钛、镍、钼，优选的，所述钛基合金粉末包括质量之比为4:1:1的钛、镍、钼；所述无水乙醇占所述混合粉末重量的3～8％，优选的，所述无水乙醇占所述混合粉末重量的5％；所述混合粉末的平均粒度为0.1～1μm，优选的，所述混合粉末的平均粒度为0.5μm；烘干温度为110℃。其中，步骤(2)中，所述成型剂为石蜡；混合粉末与成型剂的质量比为100:3。其中，步骤(3)中，惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。下述以具体地实施例进行说明，以制备本专利技术中的二硼化钛基金属复合材料。实施例1(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为80％，钛基合金粉末为20％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20h，烘干，研磨至一定细度，得到平均粒度为0.1μm的混合粉末，所述钛基合金粉末包括质量之比为3:1:1的钛、镍、钼；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:1混合均匀，采用钢模于30Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1min，得到压坯；(3)将上述压坯置于500℃的氩气气氛中保温1h，脱除成型剂，然后继续升温至800℃焙烧1～2h，保温30min，得到二硼化钛基金属复合材料。实施例2(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为85％，钛基合金粉末为15％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料24h，烘干，研磨至一定细度，得到平均粒度为0.5μm的混合粉末，所述钛基合金粉末包括质量之比为4:1:1的钛、镍、钼；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:3混合均匀，采用钢模于40Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压3min，得到压坯；(3)将上述压坯置于550℃的氩气气氛中保温1.5h，脱除成型剂，然后继续升温至900℃焙烧1.5h，保温40min，得到二硼化钛基金属复合材料。实施例3(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为90％，钛基合金粉末为10％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料28h，烘干，研磨至一定细度，得到平均粒度为1μm的混合粉末，所述钛基合金粉末包括质量之比为5:1:1的钛、镍、钼；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:5混合均匀，采用钢模于50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压5min，得到压坯；(3)将上述压坯置于600℃的氩气气氛中保温2h，脱除成型剂，然后继续升温至1000℃焙烧2h，保温50min，得到二硼化钛基金属复合材料。根据上述实施例1～3中的方法制备得到的二硼化钛基金属复合材料中，通过加入钛基合金粉末，不仅能够提高二硼化钛基金属复合材料的抗弯强度，而且还能提高其断裂韧性。采用扫描电镜对该二硼化钛基金属复合材料进行测试，结果表明，该二硼化钛基金属复合材料晶粒分布均匀、致密度高；对该二硼化钛基金属复合材料的抗弯强度和断裂韧性进行测试，结果表明，该金属陶瓷材料的断裂韧性可达8～10MPam1/2，抗弯强度可达500～900MPa。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为80～90％，钛基合金粉末为10～20％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20～28h，烘干，研磨至一定细度，得到混合粉末；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:1～5混合均匀，采用钢模于30～50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1～5min，得到压坯；(3)将上述压坯置于500～600℃的惰性气氛中保温1～2h，脱除成型剂，然后继续升温至800～1000℃焙烧1～2h，保温30～50min，得到二硼化钛基金属复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种二硼化钛基金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)按以下质量百分比进行配料：二硼化钛为80～90％，钛基合金粉末为10～20％，混合均匀，再加入适量无水乙醇，以玛瑙球为混料介质，混料20～28h，烘干，研磨至一定细度，得到混合粉末；(2)按质量比，将混合粉末：成型剂＝100:1～5混合均匀，采用钢模于30～50Mpa压力下压制成型得到长方体压坯，再用冷等静压机保压1～5min，得到压坯；(3)将上述压坯置于500～600℃的惰性气氛中保温1～2h，脱除成型剂，然后继续升温至800～1000℃焙烧1～2h，保温30～50min，得到二硼化钛基金属复合材料。2.根据权利要求1所述的二硼化钛基金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钛基合金粉末包括质量之比为3～5:...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆磊，
申请(专利权)人：张家港市山牧新材料技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32