一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供的低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料由带涂层的连续增强纤维、钛基非晶凝固组织和钛合金组成。将选定的增强纤维铺放在带有单面凹槽的钛基母材箔板上，钛基母材箔板无凹槽一面铺放低熔点钛基合金箔带，根据需要的板材厚度，叠制成预制体，然后将预制体放置在热压炉内，施加一定的压力，加热至低熔点钛基合金箔带的熔点以上保温一段时间，然后降低到一定温度范围，保温一段时间，最后慢速冷却至室温，得到纤维增强钛基复合材料。该方法工艺简单、生产效率高，有助于低成本快速实现大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备。

A preparation method of low cost large size fiber reinforced titanium matrix composite

【技术实现步骤摘要】
一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法
本专利技术属于金属基复合材料制备技术，涉及一种连续纤维增强钛基复合材料制备方法。
技术介绍
连续纤维增强钛基复合材料具有高比强度、比刚度、优良的抗蠕变和抗疲劳性能，被认为是理想的轻质结构材料之一。高超音速飞行器的蒙皮、加强筋以及高推比航空发动机的压气机叶片、叶环、涡轮轴和静子叶片等部件中具有良好的应用前景，已经成为高超音速飞行器和新一代航空发动机与飞机的关键新材料之一。目前制备纤维增强钛基复合材料及其构件的主要方法有：(1)箔—纤维—箔法：将纤维逐根用金属丝或条带交叉编织,或用有机粘接剂将纤维固定在钛合金箔上，然后将钛合金箔与编织好的纤维逐层叠放,经真空热压或热等静压成形，箔—纤维—箔法是传统的制备方法,其优点为:微观组织可控,化学成分准确。缺点是:层与层之间纤维的排布空间分布不均匀，制造过程需要较大压力，容易使钛合金箔产生开裂,大尺寸零部件制备困难，钛合金箔层之间容易存在未焊合。(2)浆料带铸造法：将钛合金粉末和有机粘接剂混合并涂在平行排列的纤维上做为前驱体,多层叠放并经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)选择带有涂层的纤维，纤维的直径一般在50-120μm之间，通过选区化学铣切的方式在钛基母材箔板的表面制备出凹槽、1个定位孔和2个或多个固定孔；/n(2)低熔点钛基合金箔带平铺在带有凹槽的钛合金母材箔板的背面，通过电阻点焊的方式将低熔点钛基合金箔带固定；/n(3)将纤维铺放在凹槽内，每个凹槽铺放一根纤维，纤维通过涂覆粘结剂固定在钛基母材箔板上；/n(4)将排布有纤维的钛基母材箔板叠层排放，通过定位销定位，制备成预制体，通过压块工装压紧；/n(5)将预制体放在真空热压炉内，施加一定的压力，抽真空，待真空度达到1...

【技术特征摘要】
1.一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择带有涂层的纤维，纤维的直径一般在50-120μm之间，通过选区化学铣切的方式在钛基母材箔板的表面制备出凹槽、1个定位孔和2个或多个固定孔；
(2)低熔点钛基合金箔带平铺在带有凹槽的钛合金母材箔板的背面，通过电阻点焊的方式将低熔点钛基合金箔带固定；
(3)将纤维铺放在凹槽内，每个凹槽铺放一根纤维，纤维通过涂覆粘结剂固定在钛基母材箔板上；
(4)将排布有纤维的钛基母材箔板叠层排放，通过定位销定位，制备成预制体，通过压块工装压紧；
(5)将预制体放在真空热压炉内，施加一定的压力，抽真空，待真空度达到1×10-3Pa后，进行加热，温度加热到300-350℃，保温1-2小时，粘结剂被去除，然后继续加热至低熔点钛基合金箔带的熔化温度，保温1-2小时，然后再加热到低熔点钛基合金箔带熔化温度以上时保温1-2小时，使低熔点钛基合金箔带发生完全熔化，然后降温60-100℃后，保温1-2小时，最后冷却至室温；
(6)出炉后的钛基复合材料去皮、切割后，得到成品。


2.根据权利要求1所述的一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，所述纤维的涂层为Al2O3涂层、C涂层或者非金属/金属涂层中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种低成本大尺寸纤维增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，选用的钛基母材箔板最小厚度大于1.5倍纤维直径。


4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺建超，侯金保，岳喜山，滕俊飞，冯健，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11