專利名稱：原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鉬合金材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料，屬于粉末冶金技術領域。本發(fā)明還涉及上述合金材料的制備方法。
背景技術：
鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結構金屬，其熔點為1670°C。鈦合金因具有比強度高、屈強比高、耐蝕性好等特點成為理想的航天工程結構材料而獲得廣泛的應用。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類α合金，(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表不。按用途可分為結構鈦合金和高溫鈦合 金(使用溫度大于400°C )。目前使用最廣泛的鈦合金是工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)，Τ -5Α1-2. 5Sn (TA7)和 Ti_6Al_4V(TC4)，其中 1954 年美國研制成功的 Ti_6Al_4V 合金，由于它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75% 85%。隨著航空、宇航、軍工等尖端工業(yè)技術的飛速發(fā)展和石油與化學工業(yè)等民用工業(yè)領域的巨大市場潛在需求，高性能鈦合金的研發(fā)受到空前重視和發(fā)展(I)高溫鈦合金目前已成功地應用在軍用和民用飛機發(fā)動機中的50(T60(TC高溫鈦合金有英國開發(fā)的以α相固溶強化的頂1829、頂1834合金，美國通過犧牲疲勞強度來提高蠕變強度的方法開發(fā)Ti-4242S、Ti-1100合金，俄羅斯的BT18Y、BT36合金等，中國開發(fā)了 Ti-5. 3Al-4sn-2Zr-lMo-0. 25Si_lNd (Τ 55)和 Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Si-lNd (Ti66)。(2)結構鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發(fā)展，為適應更高強度和韌性的要求(如強度提高至1275 1373MPa，比強度提高至29 33，彈性模量提高至196GPa)，近年研制了許多新型高強韌性能β鈦合金，如美國的Ti-10V-2Fe-3Al(Ti 1023), Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(Til53), Ti-15Mo-3Al-2. 7Nb-0. 2Si ( β 21S)；英國的Ti-4Al-4Mo-2Sn-0. 5Si (IMI500)，日本的 SPR)0、CR800、SP700 和前蘇聯(lián)的 BT22 等。目前新型高溫鈦合金主要是α鈦合金和α + β鈦合金，一般在退火狀態(tài)下使用且溫度不超過60(TC，α+β鈦合金可進行熱處理強化，但淬透性較低，強化熱處理后斷裂韌性也降低，因此新型高溫鈦合金的強度性能遠低于新型高強韌性能β鈦合金。然而，β鈦合金熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。因此，目前采用合金化技術通過固溶強化和熱處理時效析出強化手段開發(fā)的新型鈦合金材料難以兼顧高強韌性能和耐熱性能。在鈦合金中加入高強度、高剛度的增強相可以進一步提高其比彈性模量、比剛度、力學性能、疲勞和抗蠕變能力，并克服了原鈦合金耐磨性及高溫性能差等缺點，已成為超高音速宇航飛行器和先進航空發(fā)動機的候選材料。與纖維和晶須增強復合材料相比，顆粒增強鈦合金材料制備工藝簡單，容易實現(xiàn)，所制備的材料各向同性，而且材料性能對增強相和基體的熱膨脹系數(shù)失配的敏感性也較低，更重要的是可以用傳統(tǒng)的鈦合金熔煉和加工工藝制備大尺寸零件，顯著降低材料的成本。在顆粒增強相選擇上，一方面為避免熱殘余應力，增強顆粒相與基體的熱膨脹系數(shù)應相近；另一方面增強顆粒相和基體的化學相容性好，以避免高溫條件下與鈦合金基體發(fā)生界面反應，降低界面結合強度。目前常用的增強相有TiB和TiC，以及稀土氧化物等。與傳統(tǒng)增強顆粒相外加法制得的材料相比，原位合成顆粒增強鈦合金材料有以下優(yōu)點制備工藝簡單，容易實現(xiàn)，所制備的材料各向同性，而且材料性能對增強相和基體的熱膨脹系數(shù)失配的敏感性低、力學上穩(wěn)定，因此在高溫工作時，性能不易退化；增強相和基體的界面干凈，沒有界面反應物；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現(xiàn)出優(yōu)良的力學性能。例如，上海交通大學金屬基復合材料國家重點實驗室采用熔鑄法制備了 TiB及TiC原位反應顆粒增強鈦鋁合金材料。鑄造和粉末冶金技術是制備鈦合金材料的主要方法，與鑄造技術相比，粉末冶金制備的鈦合金能近凈形成形，材料利用率高，并且晶粒細小，組織均勻，無偏析。據(jù)調查資料表明，美國僅航空用采用粉末冶金方法生產的鈦部件占6(Γ80%，而鈦鑄件半成品僅占2(Γ25%。近幾年國外把采用快速凝固/粉末冶金技術、顆粒增強鈦合金作為新型鈦合金的發(fā)展方向，國內也采用粉末冶金技術開發(fā)了原位合成顆粒增強鈦合金材料。中國發(fā)明專利一種粉末冶金鈦合金及其制備方法(CN 101962721 Α),提出了一種含銀與硼化鈦顆粒的粉 末冶金鈦合金，通過在真空熱壓燒結鈦合金中添加六硼化鑭原位反應生成硼化鈦顆粒。中國發(fā)明專利CN 101696474 B提出了一種含稀土氧化物強化相鈦合金的粉末冶金制備方法，稀土是以稀土氫化物的粉末的形式加入，稀土氧化物強化相在真空燒結后的變形過程中反應生成；由于氧是鈦合金中的雜質元素，氧的存在使鈦合金塑性急劇降低，其脆化效應是鋁的10倍，當氧含量大于O. 7%時，使鈦完全失去塑性變形的能力，但該專利文獻中并未說明稀土氧化物強化相生成的原理，并且氧化物生成時容易增加合金中的氧雜質含量。鈦屬于一種活潑金屬，因而鈦合金粉末冶金零件的制備對燒結條件要求非常嚴，傳統(tǒng)的真空燒結工藝所需的真空度很高，而所燒結的鈦合金制品中殘余孔隙較多，導致疲勞性能嚴重下降。為獲得高性能鈦合金粉末冶金制品，發(fā)展新的成形和燒結工藝(噴射成型、粉末注射成形、熱等靜壓等技術)以消除材料中的孔隙度或將孔隙度降至最小，材料的拉伸性能達到甚至超過熔鍛材的水平。然而上述新技術所需設備投資大，工藝復雜，制造成本高，限制了其應用發(fā)展。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料及其制備方法，制備高強韌性低成本顆粒增強鈦鋁合金材料。本發(fā)明的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的技術思想為鋁是鈦合金中應用最廣泛的α穩(wěn)定元素，鈦合金中的鋁以置換原子方式存在于α相中，鋁的加入可降低熔點和提高β轉變溫度，在室溫和高溫都起到強化作用。Al在燒結過程中促進了 Ti與C的相互擴散，有利于TiC顆粒相的形成和細化。此外，加鋁也能減小合金的比重。但過高的添加量會出現(xiàn)以Ti3Al為基的α 2有序固溶體，使合金變脆，熱穩(wěn)定性降低。碳是鈦合金中的間隙型α相穩(wěn)定元素，根據(jù)鈦合金的鋁當量計算公式鋁當量=%Al+%Sn/3+%Zr/6+%Si*4+(0，C，N)%*10，其作用是鋁的10倍。以間隙原子方式存在于α相中碳具有遠高于鋁的固溶強化效果，本發(fā)明中碳作為合金化元素引入到合金中，碳對Al的取代作用降低了合金中Al的含量，保證合金具有好的塑韌性；通過碳的固溶強化和空心陰極燒結原位反應引入高熔點彌散TiC顆粒相強化基體的手段獲得高強度和耐磨性能的顆粒增強合金材料。鑰是鈦合金中最重要的β相穩(wěn)定元素，作為β鈦同晶元素能以置換方式大量溶入β鈦中，產生較小的晶格畸變，因此，鑰元素在強化合金的同時，可保持較高的塑性，同時鑰的加入因擴散速度慢而抑制鈦晶粒長大，從而有利于合金組織細化。根據(jù)合金元素對鈦鍵合力的影響以及同鈦的相互作用的特點，鑰的加入可顯著提高合金高溫強度。本發(fā)明技術思想的可行性在于(I)鈦基合金材料的強韌性通過碳取代部分鋁、控制原位反應生成TiC顆粒強化相實現(xiàn)本發(fā)明合金中通過碳取代部分鋁降低鋁含量，保證了合金具有良好的塑韌性，這是本發(fā)明的合金材料中Al含量相對較低的重要原因；合金的強度、耐磨性能通過碳的固溶強 化作用、改變添加石墨量和調節(jié)空心陰極燒結工藝參數(shù)控制原位反應生成TiC顆粒強化相的數(shù)量、大小和分布來實現(xiàn)。根據(jù)Ti-C 二元相圖，在920°C下發(fā)生包晶反應i3_TiQ.6a .c +TiC38at%.c a -TiL6 at%.c,包晶反應時α -Ti中的碳原子百分含量為I. 6，其質量百分比為
O.4%。(2)選用TiC顆粒作為本發(fā)明材料強化相的優(yōu)點與TiB相比，TiC顆粒熔點高(3433°C )，與鈦的密度、熱膨脹系數(shù)最為接近并具有相同的泊松比，抗拉強度和彈性模量是鈦的4倍，與鈦的親和性又好，且能增加鈦的耐磨性。(3)原位反應生成TiC顆粒強化相的實現(xiàn)條件TiC增強相的原位合成是利用Ti與石墨(C)之間的空心陰極燒結合成的，其反應式為Ti+C —TiC。在選擇原位生成復合材料的強化相時，通常先通過熱力學分析判斷增強相，是否能夠通過加入物質在基體內自動生成，判斷的標準是反應的Gibbs自由能的變化是否小于零。另外一個需要考慮的條件是反應生成焓，它代表反應的熱效應。利用文獻的數(shù)據(jù)計算了該反應式的反應生成焓ΛH和反應Gibbs自由能AG，當反應溫度T < 19391(時，其式厶!1和厶6可表示如下ΔH=-184571. 8+5. 024Τ-2. 425X IO^3T2-L 958X 106/T(I)AG=-184571. 8+41. 382T-5. 024Τ1ηΤ+2. 425X 1(Γ3Τ2_9· 79Χ105/Τ (2)計算結果表明在本發(fā)明的燒結溫度范圍內(125(Tl500°C)，反應的標準Gibbs自由能變化值(AG)和反應生成焓(ΛΗ) —直遠小于零，該反應的絕熱溫度為3210K，超過反應能自發(fā)維持的經(jīng)驗判據(jù)Tad> 2500K。這說明該放熱反應是可以使反應維持自動進行的，即發(fā)生自蔓延高溫合成反應，節(jié)省能源。(4)空心陰極燒結原位反應合成的TiC顆粒強化相的優(yōu)點。粉末冶金燒結溫度對燒結制品的組織性能至關重要。一般認為，溫度越高則燒結制品的燒結效果越好。具體表現(xiàn)在燒結體更致密化，粉末顆粒結合部位增多，孔隙形狀圓整化。但長時間的高溫作用也伴隨著有晶粒尺寸長大、燒結件收縮增大等副作用。空心陰極等離子燒結作為一種新興的粉末冶金燒結技術，它利用真空條件下產生輝光放電時的空心陰極效應，在陰極表面產生很高密度的大能量離子轟擊，離子轟擊的熱效應可使陰極材料被迅速加熱到很高的溫度，其燒結溫度可達3000°C，升溫速率可達100°C /S?？焖偌訜嶂粮邷赜欣诨罨Ы绾途Ц駭U散而抑制表面擴散，從而有利于材料的致密化過程，同時抑制內部晶粒的生長，降低孔隙率，使材料獲得了較高的燒結密度，達到高溫快速燒結的效果。此外，空心陰極燒結利用高能粒子對粉末制品的轟擊而直接加熱而不需要專門的加熱元件，其設備體積小，溫度控制方便、能源消耗少，而且具有真空燒結的特點，可獲得高品質的燒結制品。因此，空心陰極燒結技術是一種很好的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料燒結方法?；谏鲜霭l(fā)明的技術思想，本發(fā)明的技術方案是一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料，所述合金材料由以下質量百分比的組分構成0. 2%^ Al ( 2. 5%, O. 5%彡C彡I. 5%, 2. 5% ^ Mo ^ 3%，余量為Ti及不可避免的雜質。所述不可避免的雜質含量控制在O. 5%以下。而所述Al、C、Mo分別由鋁粉、石墨粉、鑰粉提供。 上述原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的制備方法(空心陰極燒結方法)，包括以下步驟I)配料按以下質量百分比稱取相應量的鋁粉、石墨粉、鑰粉和鈦粉0. 2%彡Al (2. 5%, O. 5%^ C^ I. 5%, 2. 5%^Mo ^ 3%，余量為Ti ;上述各組分的粉末粒度為鋁粉300 500目，石墨粉800 2000目，鑰粉300 600目，鈦粉300 500目；2)球磨混合將上述粉料按球料比5:1裝入球磨罐中，在轉速250 350r/min,球磨罐在氬氣保護氛圍下球磨l 2h，然后將球磨后混合料過GB/T6005規(guī)定的100目篩；3)將步驟2)中球磨過篩后的混合料通過雙向模壓的壓坯，所述模壓壓力為400 600Mpa ；4)在真空室內設置陽極和空心陰極，陽極為真空容器殼體，空心陰極由上述制成的壓坯料和可起到隔熱作用石墨板構成，放置在陰極上的坯料相互之間的距離為10 20mm ;5)選取工業(yè)純氬氣為濺射氣體，將爐內真空度抽至極限，然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內工作氣壓達到l(T50Pa ；6)在氬氣達到工作氣壓后開啟工件電源，對坯料及陰極進行粒子轟擊，在135(Tl550°C溫度下燒結2 6小時。為了排除爐中雜質，在所述步驟5)與步驟6)之間，還包括步驟(I)對還料及陰極進行粒子轟擊,并持續(xù)20min ；(2)將氣壓調節(jié)至極限真空度，排出由于粒子轟擊產生的雜質；(3)若爐腔內仍殘留有雜質，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(I)、(2)，直至充分滿足鈦合金的燒結。所述步驟5)爐內工作氣壓由以下方法實現(xiàn)(I)首先依次開啟機械泵、分子泵，將爐內真空度抽至極限；(2)然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內氣壓達到需要的工作氣壓；(3)待穩(wěn)定后再次抽氣至極限真空度，重復上述步驟，直至爐內氧氣等雜質氣體含量達到最低。本發(fā)明的效果在于本發(fā)明突破傳統(tǒng)將碳作為鈦合金雜質元素的思想束縛，提出了把碳作為有益的合金化元素引入到合金中的新思路，碳對Al的取代作用降低了合金中Al的含量，保證合金具有好的塑韌性；通過碳的固溶強化和空心陰極燒結原位反應引入高熔點彌散TiC顆粒相強化基體的手段，獲得高強度和耐磨性能的低成本顆粒增強合金材料；鑰的加入有利合金組織細化，可顯著提高合金高溫強度。本發(fā)明提出了空心陰極燒結方法實現(xiàn)原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的高溫快速燒結，燒結材料的致密度達到97%，并克服了鈦合金耐磨性差、彈性模量低等缺點，對擴大鈦合金材料在航空航天和民用工業(yè)等領域應用將具有巨大的推動作用。
具體實施例方式實施例I本發(fā)明原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的制備方法(空心陰極燒結方法)，包括以下步驟I)配料合金材料為Ti-0. 2%Al-2. 7%Mo_0. 5%C。按照合金的配比稱取300目的鋁粉、800目的石墨粉、600目的鑰粉和300目的鈦粉。 2)球磨混合將上述粉料按球料比5:1裝入球磨罐中，在轉速350r/min,球磨時間Ih。為防止在球磨過程中粉體氧化，球磨罐通入氬氣保護。然后將球磨后混合料過GB/T6005規(guī)定的100目篩。3)將步驟2)中球磨過篩后的混合料通過雙向模壓的壓坯，所述的模壓壓力為400Mpao4)在真空室內設置陽極和空心陰極，空心陰極由上述制成的壓坯料和可起到隔熱作用石墨板構成，放置在陰極上的坯料相互之間的距離為10mm。5)選取工業(yè)純氬氣為濺射氣體，將爐內真空度抽至極限，然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內氣壓達到10Pa?？招年帢O等離子燒結與真空燒結爐，燒結過程需在一定的工作氣壓下才能實現(xiàn)。爐內工作氣壓由以下方法實現(xiàn)(I)首先依次開啟機械泵、分子泵，將爐內真空度抽至極限；(2)然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內氣壓達到需要的工作氣壓；(3)待穩(wěn)定后再次抽氣至極限真空度，重復上述步驟，直至爐內氧氣等雜質氣體含量達到最低。6)在氬氣達到工作氣壓后開啟工件電源，對坯料及陰極進行粒子轟擊，在1550°C溫度下燒結2小時。在上述步驟5)與步驟6)之間，還包括步驟(I)對還料及陰極進行粒子轟擊,并持續(xù)20min ；(2)將氣壓調節(jié)至極限真空度，排出由于粒子轟擊產生的雜質；(3)若爐腔內仍殘留有雜質，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(I)、步驟(2)，直至充分滿足鈦合金的燒結。采用上述方法制備的Ti-0. 2%Α1-2. 7%Mo -O. 5%C合金的抗彎強度為685Mpa，相對密度為95%。實施例2本實施例與實施例I相同，不同的是步驟I)所制備的合金材料為Ti-o. 6%Al-2. 5%Mo -I. 5%C。按照合金的配比稱取500目的鋁粉、1500目的石墨粉、400目的鑰粉和500目的鈦粉；與步驟2)不同的是在轉速300r/min，球磨時間I. 5h ;與步驟3)不同的是所用的模壓壓力為600Mpa ;與步驟4)不同的是放置在陰極上的坯料相互之間的距離為20mm ;與步驟5)不同的是調節(jié)氬氣流量使爐內工作氣壓達到30Pa ;與步驟6)不同的是在1350°C溫度下燒結6小時，其余均與實施I相同。采用上述方法制備的合金材料Ti-0. 6%Al-2. 5%Mo -I. 5%C的抗彎強度為825Mpa，相對密度為95%。實施例3本實施例與實施例I相同，不同的是步驟I)所制備的合金材料為Ti-1. 5%Al-2. 8%Mo -I. 0%C。按照合金的配比稱取400目的鋁粉、2000目的石墨粉、300目的鑰粉和400目的鈦粉；與步驟2)不同的是在轉速250r/min，球磨時間2h ;與步驟3)不同的是所用的模壓壓力為500Mpa ;與步驟4)不同的是放置在陰極上的坯料相互之間的距離為15mm ;與步驟5)不同的是調節(jié)氬氣流量使爐內工作氣壓達到50Pa ;與步驟6)不同的是在1450°C溫度下燒結4小時，其余均與實施I相同。采用上述方法制備的合金材料Ti-1. 5%Al-2. 8%Mo -I. 0%C的抗彎強度為900Mpa，相對密度為96%。·
實施例4本實施例與實施例I相同，不同的是步驟I)所制備的合金材料為Ti-2. 5%Α1-3%Μο-1.5%C。按照合金的配比稱取500目的鋁粉、2000目的石墨粉、500目的鑰粉和400目的鈦粉；與步驟2)不同的是在轉速300r/min，球磨時間2h ;與步驟3)不同的是所用的模壓壓力為450Mpa ;與步驟4)不同的是放置在陰極上的坯料相互之間的距離為15mm ;與步驟5)不同的是調節(jié)氬氣流量使爐內工作氣壓達到35Pa ;與步驟6)不同的是在1480°C溫度下燒結4小時，其余均與實施I相同。采用上述方法制備的合金材料Ti-2. 5%Al-2. 7%Mo-l. 5%C的抗彎強度為905Mpa，相對密度為97%。
權利要求
1.一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料，其特征在于所述合金材料由以下質量百分比的組分構成0. 2%彡Al彡2. 5%, O. 5%彡C彡I. 5%, 2. 5% ^ Mo ^ 3%，余量為Ti及不可避免的雜質。
2.根據(jù)權利要求I所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料，其特征在于所述不可避免的雜質含量控制在O. 5%以下。
3.根據(jù)權利要求I所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料，其特征在于所述Al、C、Mo分別由鋁粉、石墨粉、鑰粉提供。
4.一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)配料按以下質量百分比稱取相應量的鋁粉、石墨粉、鑰粉和鈦粉0.2%^ Al ( 2. 5%，O. 5%彡C彡I. 5%, 2. 5% ^ Mo ^ 3%，余量為Ti ;上述各組分的粉末粒度為鋁粉300 500目，石墨粉800 2000目，鑰粉300 600目，鈦粉300 500目； 2)球磨混合將上述粉料按球料比5:1裝入球磨罐中，在轉速25(T350r/min，球磨罐在氬氣保護氛圍下球磨l 2h，然后將球磨后混合料過GB/T6005規(guī)定的100目篩； 3)將步驟2)中球磨過篩后的混合料通過雙向模壓的壓坯，所述模壓壓力為400 600Mpa ； 4)在真空室內設置陽極和空心陰極，陽極為真空容器殼體，空心陰極由上述制成的壓坯料和可起到隔熱作用石墨板構成，放置在陰極上的坯料相互之間的距離為l(T20mm ； 5)選取工業(yè)純氬氣為濺射氣體，將爐內真空度抽至極限，然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內工作氣壓達到l(T50Pa ； 6)在氬氣達到工作氣壓后開啟工件電源，對坯料及陰極進行粒子轟擊，在135(T1550°C溫度下燒結2飛小時。
5.根據(jù)權利要求4所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的制備方法，其特征在于在所述步驟5)與步驟6)之間，還包括步驟 (1)對坯料及陰極進行粒子轟擊，并持續(xù)20min； (2)將氣壓調節(jié)至極限真空度，排出由于粒子轟擊產生的雜質； (3)若爐腔內仍殘留有雜質，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(I)、(2)，直至充分滿足鈦合金的燒結。
6.根據(jù)權利要求4所述的原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鑰合金材料的制備方法，其特征在于所述步驟5)爐內工作氣壓由以下方法實現(xiàn) (O首先依次開啟機械泵、分子泵，將爐內真空度抽至極限； (2)然后充入保護氣體高純氬氣，調節(jié)氬氣流量使爐內氣壓達到需要的工作氣壓； (3)待穩(wěn)定后再次抽氣至極限真空度，重復上述步驟，直至爐內氧氣等雜質氣體含量達到最低。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原位合成TiC顆粒增強鈦-鋁-鉬合金材料，所述合金材料的組成成分質量百分配比為0.2%≤Al≤2.5%,0.5%≤C≤1.5%,2.5%≤Mo≤3%，余量為Ti及不可避免的雜質，上述合金材料通過以下方法實現(xiàn)1)配料按上述質量百分比稱取相應量的鋁粉、石墨粉、鉬粉和鈦粉；2)球磨混合；3)將步驟2)中球磨過篩后的混合料通過雙向模壓的壓坯；4)將生坯放入真空容器陰極上；5)調節(jié)爐內真空度；6)在氬氣達到工作氣壓后對坯料及陰極進行粒子轟擊燒結；本發(fā)明碳取代部分鋁作為合金化元素引入到合金中，通過碳的固溶強化和空心陰極快速燒結原位反應引入高熔點彌散TiC顆粒相強化基體的手段，獲得高強度和耐磨性能的低成本顆粒增強鈦鋁合金材料。
文檔編號C22C14/00GK102876921SQ20121037047
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權日2012年9月27日
發(fā)明者劉子利, 劉希琴, 周桂斌, 朱曉春, 劉伯路 申請人:蘇州東海玻璃模具有限公司