[发明专利]一种基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于将纯Ti粉与其他组分粉末混合，以环己烯为球磨介质进行高能球磨得到TiC/中间合金复合粉末，再与氢化钛粉末混合，经烧结成形，得到原位超细晶TiC增强钛基复合材料；

所述的基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)TiC含量设计：根据Ti与环己烯在不同球磨时间条件下所生成的TiC含量，及目标复合材料中TiC体积分数的需要计算所需纯Ti粉的用量，与其他组分粉末混合；

(2)高能球磨：以环己烯为球磨介质，将步骤(1)的混合粉末进行高能球磨，制备TiC/中间合金复合粉末；

(3)烧结成形：将步骤(2)所得的TiC/中间合金复合粉末与氢化钛粉末混合，经压制后烧结成形，得到原位超细晶TiC增强钛基复合材料；

所述TiC含量设计中复合材料中的TiC质量分数计算公式如下：

其中，i_v为设计目标产物中的TiC体积分数，ρ_TiC为TiC密度，ρ_M为选用的基体合金密度；

所述烧结成形的方式为单向模压-真空烧结；其中，压制压力为200-1000MPa，保压时间为1-120s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为大于0小于等于6h；

或所述烧结成形的方式为冷等静压-真空烧结；其中，压制压力为50-350MPa，保压时间为1-240s，真空烧结温度为800-1500℃，保温时间为大于0小于等于6h；。

2.根据权利要求1所述的基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述环己烯的用量相对于每100g混合粉末的用量为10-100mL。

3.根据权利要求1所述的基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述高能球磨的设备为QM-2SP20，球磨参数为转速为200-400rpm、球料比为7:1-12:1，球磨时间为50h；或选用其他型号球磨设备，并采用等效参数进行球磨。

4.根据权利要求1所述的基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料的制备方法，其特征在于：所述其他组分粉末根据目标复合材料的成分选择相应的中间合金粉末或金属单质粉末。

5.一种原位超细晶TiC增强钛基复合材料，其特征在于根据权利要求1-4任一项所述的制备方法得到。

6.根据权利要求5所述的原位超细晶TiC增强钛基复合材料，其特征在于结构特征为：尺寸为50-900nm的TiC均匀分布于Ti基体。

7.权利要求5-6任一项所述的原位超细晶TiC增强钛基复合材料在航空航天、装甲车、兵器、船舶、汽车领域中的高强或耐磨结构件的制备中的应用。