一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料及其制备方法，包括钛合金基体以及分散在钛合金基体内的TiC陶瓷增强相和TiN陶瓷增强相；钛合金基体为钛‑铝‑钼‑钒‑锆合金，其中，铝含量为5.5～6.5wt.％，锆含量1.6～2.0wt.％，钼含量1.0～1.5wt.％，钒含量为1.0～1.8wt.％，余量为Ti；TiC陶瓷增强相占合金材料总质量的10～15wt.％；TiN陶瓷增强相占合金材料总质量的10～15wt.％。采用以钛‑铝‑钼‑钒‑锆合金粉末以及微米级TiC和TiN粉末为原料，球磨混粉后通过选区激光熔化技术制备陶瓷增强钛基复合材料，形成TiC‑Ti(C,N)‑TiN的梯度界面结构，改善陶瓷增强相与钛基体之间的界面结合，降低复合材料在熔体快速冷凝过程中发生应力集中而开裂的趋势，减少成形后钛基复合材料中的裂纹，提高其成形质量及力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料及其制备方法
本专利技术属于陶瓷增强钛基复合材料领域，具体是一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料及其制备方法。
技术介绍
钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好及生物相容性强等特点，在航空航天、汽车、医疗等领域中应用广泛。但是钛合金硬度普遍较低(一般不超过350HV0.2)，耐磨性较差，严重限制了其应用范围，不能满足迅速发展起来的航空航天、电子及汽车制造等高新
的需要。为克服上述缺点，通过在钛合金基体中复合高模量、高强度、高硬度的陶瓷增强体，有望提高基体的硬度和耐磨性。在众多陶瓷增强体中，TiC和TiN具有硬度高、弹性模量高、抗拉强度高以及化学稳定性好等优点，且二者密度与钛合金相近(ρ钛合金＝4.5g/cm3，ρTiC＝4.99g/cm3，ρTiN＝5.43g/cm3)，热膨胀系数与钛合金差异较小(α钛合金＝8.8×10-6/K，αTiC＝7.4×10-6/K，αTiN＝9.35×10-6/K)，因此，TiC和TiN是制备钛基复合材料较为理想的增强相。但目前采用单一增强相，当增强相含量较多时，成形过程中液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料，其特征在于，包括钛合金基体以及分散在钛合金基体内的TiC陶瓷增强相和TiN陶瓷增强相；/n所述钛合金基体为钛-铝-钼-钒-锆合金，其中，铝含量为5.5～6.5wt.％，锆含量1.6～2.0wt.％，钼含量1.0～1.5wt.％，钒含量为1.0～1.8wt.％，余量为Ti。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料，其特征在于，包括钛合金基体以及分散在钛合金基体内的TiC陶瓷增强相和TiN陶瓷增强相；
所述钛合金基体为钛-铝-钼-钒-锆合金，其中，铝含量为5.5～6.5wt.％，锆含量1.6～2.0wt.％，钼含量1.0～1.5wt.％，钒含量为1.0～1.8wt.％，余量为Ti。


2.根据权利要求1所述的耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料，其特征在于，所述TiC陶瓷增强相占合金材料总质量的10～15wt.％。


3.根据权利要求1所述的耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料，其特征在于，所述TiN陶瓷增强相占合金材料总质量的10～15wt.％。


4.根据权利要求1所述的耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料，其特征在于，所述TiC陶瓷增强相与TiN陶瓷增强相的质量分数相等。


5.权利要求1所述耐磨损梯度界面复相增强钛合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取钛合金基体粉末、TiC陶瓷粉末、TiN陶瓷粉末通过球磨机在惰性气体保护下进行球磨混合均匀，得到复合粉体；
(2)使用Soildworks软件建立目标零件的三维实体几何模型，然后利用Magics软件对该模型进行分层切片并规划激光扫描路径，将三维实体离散成一系列二维数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：席丽霞，顾冬冬，丁凯，曹梦臻，庄杰，郭爽，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32