[发明专利]一种Ti5

说明书

本发明公开了一种Ti₅Si₃+CaF₂增强原位自生多相掺杂复合材料及其制备方法。复合材料化学成分为：Ti为22.2～29.6wt.％、Si为7.8～10.4wt.％、Inconel 718为50wt.％、Ni包CaF₂为10～20wt.％；复合材料以初生Ti₅Si₃为增强相、以CaF₂为自润滑相、以Ti₅Si₃/NiTi₂/γ‑Ni₃Nb/γ‑(Ni,Fe)多元共晶为基体相，Ti₅Si₃及NiTi₂均是原位自生。所述复合材料组织致密、晶粒细小、具有优异的常温及高温耐磨、减摩和抗氧化性能。本发明可广泛应用于制造工作于高温强磨损伴有高温氧化的恶劣服役环境下的各类关键模具，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种Ti₅Si₃+CaF₂增强原位自生多相掺杂复合材料及其制备方法。

背景技术

在铝、镁、钛等轻合金型材挤压加工领域，就数量来讲我国是第一大国，却并非强国，关键挤压技术仍落后于国际先进水平，集中体现在挤压速度低与模具寿命短两个主要方面。以生产同等规格的 6N01高铁铝合金车体型材为例，国际企业的挤压速度约为3-10m/min，国内企业则多在1-3m/min，而且国产模具平均使用寿命仅为国际先进水平的1/3左右，模具寿命决定模具成本，模具成本约占生产成本总和的30％，由此导致了企业生产成本过高、生产效率低下，在国际市场上的竞争力较差等问题。

在铝、镁、钛等轻合金型材挤压过程中，挤压设备的关键零部件长期工作于高接触应力高温强磨损的恶劣工况下，这种工况要求挤压模具必须具有高温耐磨及减摩性能好、高温持久强度高等特点。现阶段，模具耐磨性差、使用寿命相对较短的问题一直困扰着挤压加工生产企业，因此开发高温力学性能、高温摩擦磨损性能及高温抗氧化性能优异的新型高温结构材料及材料制备方法，对于降低生产成本、提高生产效率、提高产品的内在及外观质量，提升我国轻合金型材挤压加工企业在国际市场上的竞争力具有重大意义。

诸如轻合金型材挤压模具这类承受高接触应力高温强磨损的关键零部件，如果在保持良好的高温持久强度的前提下提高其高温耐磨性，会有效提高其使用寿命。如果在提高材料的高温耐磨性的同时，引入一定含量的高温固体自润滑相，与高温耐磨增强相、基体相一起构成高温高强自润滑耐磨抗氧化多相掺杂复合材料，无疑会使其使用寿命进一步得到提高。因此，选择合适的制备手段开发既具有良好的高温耐磨、减摩性能又具有优异的抗高温氧化性能的高温合金基新型复合材料已成为当前材料领域的研究热点之一。