[发明专利]一种TiB2

说明书

本发明公开了一种TiB₂/Ti₂AlNb复合材料及其制备方法，属于金属材料制造领域。所述制备方法包括：(1)在真空手套箱中秤取TiB₂粉末作为添加相和Ti₂AlNb预合金粉末作为基体粉末，将称量好的粉末在氩气气氛下进行机械搅拌；(2)在真空手套箱内将预搅拌的粉末和不锈钢研磨球一起放入球磨罐中球磨，使TiB₂与Ti₂AlNb预合金粉末充分混合，并且使得到的混合粉料的颗粒大小均匀；(3)将球磨得到的混合粉末放入铺有石墨纸的石墨模具中进行放电等离子烧结，待式样冷却到室温，取出样品，即得到本发明的TiB₂/Ti₂AlNb复合材料。本发明工艺简单方便，各组分之间具有优异的稳定性，添加相与基体结合紧密，材料致密度高，组织均匀，复合材料的平均晶粒尺寸减小且材料的强度、硬度和耐磨性都显著优化。

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，特别涉及一种TiB₂/Ti₂AlNb复合材料及其制备方法。

背景技术

Ti₂AlNb合金是钛合金中一种较为新型的合金，可以呈现α₂、O和β₂相的不同组织组成。因其低密度，高强度和优异的耐腐蚀性能在汽车制造、航空航天、生物医学等领域具有很高的应用价值和广阔的应用前景。

Ti₂AlNb改善了钛合金存在硬度低、化学性质较活泼、耐磨性较差等缺点，但是单一Ti₂AlNb无法使材料的性能得到大幅度提升满足市场的要求，使其在运动副零部件中的应用受到一定限制。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种TiB₂/Ti₂AlNb 复合材料及其制备方法，通过在钛合金中加入增强颗粒或填料以生产性能更优的复合材料，增强相的加入不仅能进一步提高钛合金的抗蠕变性和抗摩擦磨损性能，还能提高钛合金的比强度和比模量，提高钛合金硬度和稳定性。本发明制备方法简单，所得产品组织均匀、机械强度高、摩擦系数低、磨损率小、稳定性高、耐磨和减摩性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种TiB₂/Ti₂AlNb复合材料的制备方法，按照如下步骤进行：

步骤(1)，以Ti₂AlNb球形预合金粉末为基体，以TiB₂不规则粉末为添加相先进行机械搅拌得到粉料；

步骤(2)，将步骤(1)所得的粉料进行球磨混粉，使TiB₂和Ti₂AlNb预合金粉末充分混合，其中，以质量百分比计，TiB₂的含量为TiB₂和Ti₂AlNb预合金粉末总质量的1％～20％；

步骤(3)，将步骤(2)处理后得到的混合粉料进行放电等离子烧结，烧结完毕后，待式样冷却到室温，得到TiB₂/Ti₂AlNb复合材料。

优选地，所述步骤(1)中，TiB₂粉末的粒度为4μm～8μm。

优选地，所述步骤(1)中，Ti₂AlNb预合金粉末的粒度为53μm～180μm。

优选地，所述步骤(1)中，机械搅拌30min～60min，机械搅拌时，混合粉末置于氩气氛围。

优选地，所述步骤(2)中，球磨混粉时球磨罐抽真空，球磨转速为300r/min～500r/min，球磨时间为16h～20h，使得到的混合粉料的颗粒大小均匀。