一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法技术

本发明专利技术涉及铸造及纤维复合材料制备领域，具体为一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法，解决纤维在模具中的固定及在复合材料中均匀分布的问题，同时避免液态合金液直接与纤维接触反应严重的问题，简化制备工艺流程。该方法通过：(1)非自耗真空电弧熔炼母合金、(2)先驱体制备、(3)先驱体定位、(4)真空吸铸、(5)热等静压，先将SiC纤维制成先驱体，先驱体按体积分数和尺寸要求在模具中固定，与液态基体合金一起制备出SiC先驱体增强TiAl基复合材料。采用该制备工艺所制备的复合材料基体合金缺陷少，先驱体与基体合金结合紧密，纤维在复合材料中分布较均匀，复合材料干净无污染的优点。

A preparation method of SiC precursor reinforced TiAl Matrix Composite by liquid suction casting

The invention relates to the field of casting and fiber composite material preparation, in particular to a liquid suction casting preparation method of SiC precursor reinforced TiAl Matrix Composite material, which solves the problem of fixing the fiber in the mold and evenly distributing the fiber in the composite material, at the same time, avoids the serious problem of direct contact reaction between the liquid alloy liquid and the fiber, and simplifies the preparation process flow. In this method, SiC precursor reinforced TiAl Matrix composites were prepared by: (1) non consumable vacuum arc melting master alloy, (2) precursor preparation, (3) precursor positioning, (4) vacuum suction casting, (5) hot isostatic pressing. The precursor was fixed in the mold according to the volume fraction and size requirements. The composite matrix alloy prepared by this preparation process has the advantages of less defects, close combination of precursor and matrix alloy, uniform distribution of fibers in the composite, and clean and pollution-free composite.

【技术实现步骤摘要】
一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法
本专利技术涉及铸造及纤维复合材料制备领域，具体为一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法。
技术介绍
TiAl金属间化合物因其低密度、高比强度、高比模量、优异的抗蠕变及抗氧化能力，而被认为是一种理想的轻质高温材料，可在600℃～900℃之间替代镍基高温合金制作航空航天结构件及地面系统转动或往复运动结构件，实现推力重量比值和燃油效率大幅度提高。现已应用于美国GE公司先进航空发动机上，以及新型齿轮传动风扇发动机的高速三转子低压涡轮的第三级转子叶片上。但是受TiAl合金高温力学性能显著下降的影响，仅被用于低压涡轮叶片的末两级，为了提高其高温力学性能从而扩大其应用范围，近年来人们通过合金化的方法发展第三代TiAl合金，但其使用温度均难以超过750℃。为了进一步提高TiAl合金高温力学性能，复合材料的思想被引入。SiC纤维增强金属基复合材料是利用高比强度、高比模量、高热稳定性的SiC纤维作为增强体与基体合金复合，通过①基体塑性变形、②纤维拔出、③纤维基体界面分析及裂纹偏转来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法，其特征在于，先将SiC纤维制成先驱体，先驱体按体积分数和尺寸要求在模具中固定，与液态基体合金一起制备成复合材料，具体步骤如下：/n(1)非自耗真空电弧熔炼母合金，按照设计的TiAl合金进行成分配比，将配置的原料放在电弧炉中的水冷铜坩埚里，抽真空至9.9×10

【技术特征摘要】
1.一种SiC先驱体增强TiAl基复合材料的液态吸铸制备方法，其特征在于，先将SiC纤维制成先驱体，先驱体按体积分数和尺寸要求在模具中固定，与液态基体合金一起制备成复合材料，具体步骤如下：
(1)非自耗真空电弧熔炼母合金，按照设计的TiAl合金进行成分配比，将配置的原料放在电弧炉中的水冷铜坩埚里，抽真空至9.9×10-4Pa以下，向熔炼室内充入惰性气体Ar，在惰性气体Ar保护下，打开循环水开始熔炼，加电磁搅拌反复熔炼4～6遍，以保证合金锭成分均匀；
(2)SiC先驱体制备，采用磁控溅射的方法在每根SiC纤维表面镀一层合金，再通过热压的方式将表面镀有合金的纤维压成所需尺寸规格的先驱体；
(3)先驱体定位，将制备好的先驱体精加工成所需要的尺寸和形状，在模具上下两端的镶块上加工匹配的定位孔，将先驱体穿过两端镶块及定位孔安置在模具中；
(4)吸铸，将上述模具放入吸铸设备中，调整模具位置，以保证合金液沿着模具浇口的内壁流入模具中；将母合金放入真空吸铸设备熔炼坩埚中，抽真空至5×10-1Pa以下，开始吸铸，同时打开吸铸阀形成压差，瞬时将合金液注入到模具中，此过程压差为0.03MPa～...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玉友，沈莹莹，贾清，王玉敏，杨锐，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21