[发明专利]通过粉末冶金法制备基于钛合金的并且TiB强化的复合部件的方法

权利要求书

1.制备包含钛合金基质和二硼化钛强化体的复合元件的方法，该方法 包括：

使用修改后的机械粉碎处理，将包含基本上纯的钛、氢化钛、合金化材料 以及硼源材料的多种前体材料进行混合；

压实所述混合物；和

烧结所述压实的混合物，使得在所述烧结过程中，所述硼源材料与所述基 本上纯的钛进行反应以制备硼化钛并且所述氢化钛变为活化的以与所述混合物 中存在的任何氧进行反应，其中所述修改后的机械粉碎处理包括：(1)在室内 抽空然后提供对粉末的氩气保护，(2)冷却所述室以使粉末的温度不高于35℃， (3)提供球与粉末材料分别的重量比为1∶12，(4)提供球直径分别是20mm、 10mm及8mm的球量的比例是3∶3∶1，(5)使所述粉末进行研磨，时间为4-12 小时，速度为3600RPM。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述前体材料是粉末形式的。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述混合进一步包括除去在所述基 本上纯的钛的表面上形成的任何基于氧的材料的至少一部分。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述除去包括将所述多种前体材料 放置在惰性环境中并且使它们进行旋转混合直至所述混合后的材料具有预先确 定的特性的时间为止。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述旋转混合包括转速为3600转每 分钟，持续4小时。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述基质选自β钛、α-2钛、γ钛 和其组合。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述混合物包括3-7wt％的氢化钛。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述烧结过程中的加热以至多5℃/ 分钟的速度进行。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述合金化材料包括铝和钒。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述硼源材料包括二硼化钛。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述元件包括汽车元件。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述汽车元件选自阀门、保持片、 气门弹簧、连接杆、紧固件、螺旋悬架弹簧以及排气系统。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述汽车元件是螺栓。

14.如权利要求1所述的方法，进一步包括至少一个烧结后表面改性操 作。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述至少一个烧结后表面改性操作 选自打毛刺、减少孔隙以及润滑剂浸渍。

16.用于粉末冶金加工的钛基材料的制备方法，所述方法包括：

将多种前体粉末材料放置于钛基混合容器中，所述前体粉末材料包括基本 上纯的钛、氢化钛、合金化材料以及硼源材料；

用惰性流体基本上替代所述混合容器中的环境气氛；

使用修改后的机械粉碎处理，以最小的预定速度旋转搅拌器最少的预定时 间，直至获得具有至少下列之一的混合物：(1)粉末尺寸至少减小20％；(2) 所述混合物的振实密度至少增加30％；(3)基本上从所述钛粉末中去除了氧化 物膜；和

将所述混合物烧结，其中所述修改后的机械粉碎处理包括：(1)在室内抽 空然后提供对粉末的氩气保护，(2)冷却所述室以使粉末的温度不高于35℃， (3)提供球与粉末材料分别的重量比为1∶12，(4)提供球直径分别是20mm、 10mm及8mm的球量的比例是3∶3∶1，和(5)使所述粉末进行研磨，时间为 4-12小时，速度为3600RPM。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述搅拌器包含经构造以在所述混 合容器中旋转的多个基于钛的球。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述最小的预定速度是3600转/分 钟，所述最少预定时间是4小时。