网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法，它涉及TiAl基复合材料的制备方法。本发明专利技术要解决TiAl合金800℃以上抗氧化性不足和制备高致密度TiAl合金工艺复杂的问题，它按以下步骤进行：一、Ti和SiC的混合粉制备；二、在真空热压烧结炉中进行压力浸渗；三、网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料制备。本发明专利技术采用反应压力浸渗技术得到了高致密度的材料，并提高了TiAl合金的抗氧化性，满足了900℃高温实用化的需要，有效提高材料致密度，尤其适用于TiAl合金的制备领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种TiAl基复合材料的制备方法。
技术介绍
TiAl合金是航空、航天飞行器理想的新型高温结构材料，但是，难于变形加工和 800°C以上抗氧化性不足等缺陷严重阻碍了此类材料的实际应用。通常，Ti5Si3、TiC增强 TiAl基复合材料的制备方法多是基于机械合金化和铸造冶金两种工艺，不仅材料缺陷较 多，还需要诸多后续加工。此外，所得到的Ti5Sijf强体多是均勻分布于TiAl基材料中，抗 氧化性存在不足，作为在800-100(TC使用的轻质高强耐热高温结构材料，还存在一定差距， 并且所制得的材料致密度较差，需要后期加工，工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术开发出一种网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法，要解 决TiAl合金800°C以上抗氧化性不足和制备高致密度TiAl合金工艺复杂的问题，而提供的 一种网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法。本专利技术网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法按照以下步骤进 行一、将粒度为60 120 μ m的球状纯钛颗粒和粒度为1 10 μ m的SiC颗粒进行机械混 粉，混粉时间10 20小时，球料质量比为3 1 10 1，得到混合均勻的Ti和SiC的混合 粉，其中纯钛颗粒占成品合金总质量67. 5 68. 2%，SiC颗粒占成品合金总质量的3. 1 6. 4% ；二、将步骤一所制的混合粉放入石墨模具中形成松装多孔预制体，再在预制体上放 一块占成品合金总质量25. 4 29. 4%的块状纯铝，再一起装入真空热压烧结炉中，抽真空 至0. 001 0. IMPa后，加热到700 900°C，保温30 60分钟，再加压到20 40MPa，使 铝熔液充分渗入到多孔预制体中；三、改变真空热压烧结炉控制条件，使反应进一步进行， 条件为温度1200 1400°C，时间0. 5小时 2小时，即得到成品网状Ti5Si3加弥散TiC增 强TiAl基复合材料。本专利技术采用反应压力浸渗技术，通过热压作用使熔化后的纯铝浸渗到混合好的钛 和碳化硅的多孔预制体中的孔隙内，并同时发生反应生成网状增强体Ti5Si3、弥散分布增强 体TiC和基体TiAl合金。本专利技术提高了 TiAl合金的抗氧化性，经检验成品材料经900°C空 气炉氧化100小时试样增重量比纯TiAl少了一个数量级，大大满足了 900°C高温实用化的 需要，同时还有效提高了材料致密度(96%以上)、获得结构均勻的网状结构(如附图1所 示)且工艺简单易于推广。附图说明图1是网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料电子显微镜照片具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的 任意组合。具体实施方式一本实施方式网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制 备方法按以下步骤进行一、将粒度为60 120 μ m的球状纯钛颗粒和粒度为1 10 μ m的 SiC颗粒进行机械混粉，混粉时间10 20小时，球料质量比为3 1 10 1，得到混合 均勻的Ti和SiC的混合粉，其中纯钛颗粒占成品合金总质量67. 5 68. 2%，SiC颗粒占 成品合金总质量的3. 1 6. 4% ；二、将步骤一所制的混合粉放入石墨模具中形成松装多孔 预制体，再在预制体上放一块占成品合金总质量25. 4 29. 4%的块状纯铝，再一起装入真 空热压烧结炉中，抽真空至0. 001 0. IMPa后，加热到700 900°C，保温30 60分钟， 再加压到20 40MPa，使铝熔液充分渗入到多孔预制体中；三、改变真空热压烧结炉控制条 件，使反应进一步进行，条件为温度1200 1400°C，时间0. 5小时 2小时，即得到成品网 状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混粉时间 12 18小时，球料质量比为5 1 8 1，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混粉时间15 小时，球料质量比为6 1，其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三不同的是步骤二中抽真空 至0. 005 0. IMPa,加热到750 850°C，保温30 50分钟，再加压到25 !35MPa，其它与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至三不同的是步骤二中抽真空 至0. IMPa，加热到800°C，保温30分钟，再加压到30MPa，其它与具体实施方式一至三相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤三中温度 1250 1350°C，时间0. 5小时 1. 5小时，其它与具体实施方式一至五相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤三中温度 1300°C，时间1小时，其它与具体实施方式一至五相同。权利要求1.网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于它是按以下 步骤进行的一、将粒度为60 120 μ m的球状纯钛颗粒和粒度为1 10 μ m的SiC颗粒进 行机械混粉，混粉时间10 20小时，球料质量比为3 1 10 1，得到混合均勻的Ti和 SiC的混合粉，其中纯钛颗粒占成品合金总质量67. 5 68. 2%，SiC颗粒占成品合金总质量 的3. 1 6. 4% ；二、将步骤一所制的混合粉放入石墨模具中形成松装多孔预制体，再在预 制体上放一块占成品合金总质量25. 4 29. 4%的块状纯铝，再一起装入真空热压烧结炉 中，抽真空至0. 001 0. IMPa后，加热到700 900°C，保温30 60分钟，再加压到20 40MPa，使铝熔液充分渗入到多孔预制体中；三、改变真空热压烧结炉控制条件，使反应进一 步进行，条件为温度1200 1400°C，时间0. 5小时 2小时，即得到成品网状Ti5Si3加弥 散TiC增强TiAl基复合材料。2.根据权利要求1所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法， 其特征在于步骤一中混粉时间12 18小时，球料质量比为5 1 8 1。3.根据权利要求1所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法， 其特征在于步骤一中混粉时间15小时，球料质量比为6 1。4.根据权利要求1、2或3所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备 方法，其特征在于步骤二中抽真空至0. 005 0. IMPa，加热到750 850°C，保温30 50 分钟，再加压到25 35MPa。5.根据权利要求3所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法， 其特征在于步骤二中抽真空至0. IMPa，加热到800°C，保温30分钟，再加压到30MPa。6.根据权利要求1、2或3所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备 方法，其特征在于步骤三中温度1250 1350°C，时间0. 5小时 1. 5小时。7.根据权利要求1、2或3所述的网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备 方法，其特征在于步骤三中温度130本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．网状Ｔｉ５Ｓｉ３加弥散ＴｉＣ增强ＴｉＡｌ基复合材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、将粒度为６０～１２０μｍ的球状纯钛颗粒和粒度为１～１０μｍ的ＳｉＣ颗粒进行机械混粉，混粉时间１０～２０小时，球料质量比为３∶１～１０∶１，得到混合均匀的Ｔｉ和ＳｉＣ的混合粉，其中纯钛颗粒占成品合金总质量６７．５～６８．２％，ＳｉＣ颗粒占成品合金总质量的３．１～６．４％；二、将步骤一所制的混合粉放入石墨模具中形成松装多孔预制体，再在预制体上放一块占成品合金总质量２５．４～２９．４％的块状纯铝，再一起装入真空热压烧结炉中，抽真空至０．００１～０．１ＭＰａ后，加热到７００～９００℃，保温３０～６０分钟，再加压到２０～４０ＭＰａ，使铝熔液充分渗入到多孔预制体中；三、改变真空热压烧结炉控制条件，使反应进一步进行，条件为温度１２００～１４００℃，时间０．５小时～２小时，即得到成品网状Ｔｉ５Ｓｉ３加弥散ＴｉＣ增强ＴｉＡｌ基复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱滨，李峰，范国华，耿林，逄锦程，黄陆军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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