[发明专利]一种钛基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛金属复合材料技术领域，涉及一种钛基复合材料的制备方法。

背景技术

钛合金因其高的比强度和优异的抗蚀性能，常应用于航空、武器、汽车和医学等领域。随着科学技术的发展，各个应用领域对钛合金材料性能的要求越来越高，材料不仅需要强度高、密度小、刚度大、塑性和韧性好，还需要具备良好的动态力学性能。但是仅通过钛合金材料很难满足以上要求，因此研究人员开始考虑制备力学性能优异的钛合金复合材料，碳纤维由于具有一系列优异性能而成为复合材料中很常见的增强纤维。与钛合金进行复合后，利用碳纤维的性能对钛合金材料的耐磨性、耐高温性能、耐疲劳性能，进行了很好的补充和加强，且在具有很高的比强度和比模量的前提下，仍然具备质量小、刚性好、强度高的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛基复合材料的制备方法，改善了钛合金材料的耐高温、耐疲劳性能。

本发明所采用的技术方案是，一种钛基复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备钛合金层，

步骤2，将钛合金层预处理，

步骤3，碳纤维预处理，

步骤4，进行复合，

步骤5，复合材料后处理。

本发明的特点还在于，

所述的步骤1具体为，将制备钛合金原料的原料进行称量后依次加入至在水冷铜坩埚真空感应炉中，在真空条件下进行熔炼，熔炼炉的功率为 300kW，保温20min，得到合金熔液，浇注到钢制模具内，冷却后，得到钛合金层；所述的钢制模具预热温度为520℃。

所述的步骤2具体为，进行除油、除锈及打磨处理，然后涂覆一层熔融状态的热塑性聚碳酸酯层。

所述的步骤3具体为，将碳纤维进行中和、活化、还原处理。然后再在碳纤维表面镀铜，镀液成分为硫酸铜，硫酸和蒸馏水的混合溶液，施镀温度 33℃，施镀时间2.4h；取出后清洗、干燥即可。

所述的步骤4具体为：将步骤2和步骤3预处理后的钛合金层和碳纤维进行复合，具体来说是将两者进行烧结，将步骤3中处理得到的碳纤维放于热塑性聚碳酸酯层上，由此将其与钛合金层进行初步复合，然后在烧结温度为1010℃，烧结时间25min。

所述的步骤5具体为，对复合后的复合材料的表面进行处理，并且的钛合金表面添加涂层。

本发明的有益效果是，通过将碳纤维和钛合金层进行烧结复合，使得钛合金材料的各项性能都得到了增强。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种钛基复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备钛合金层，

步骤2，将钛合金层预处理，

步骤3，碳纤维预处理，

步骤4，进行复合，

步骤5，复合材料后处理，

所述的步骤1具体为，将制备钛合金原料的原料进行称量后依次加入至在水冷铜坩埚真空感应炉中，在真空条件下进行熔炼，熔炼炉的功率为 300kW，保温20min，得到合金熔液，浇注到钢制模具内，冷却后，得到钛合金层；所述的钢制模具预热温度为520℃。

所述的步骤2具体为，进行除油、除锈及打磨处理，然后涂覆一层熔融状态的热塑性聚碳酸酯层。

所述的步骤3具体为，将碳纤维进行中和、活化、还原处理。然后再在碳纤维表面镀铜，镀液成分为硫酸铜，硫酸和蒸馏水的混合溶液，施镀温度 33℃，施镀时间2.4h；取出后清洗、干燥即可。

所述的步骤4具体为：将步骤2和步骤3预处理后的钛合金层和碳纤维进行复合，具体来说是将两者进行烧结，将步骤3中处理得到的碳纤维放于热塑性聚碳酸酯层上，由此将其与钛合金层进行初步复合，然后在烧结温度为1010℃，烧结时间25min。

所述的步骤5具体为，对复合后的复合材料的表面进行处理，并且的钛合金表面添加涂层。