[发明专利]基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料

权利要求书

1.一种基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，通过钛合金和陶瓷组织特征模拟蜂窝结构，具体如下：

Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末进行球磨；

将球磨好的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末各自添加粘结剂使其混合均匀；

添加粘合剂的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末分别装入送粉器；

通过送粉装置的注射器将Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末送入铺有石墨纸的石墨模具中，B₄C陶瓷粉末为蜂窝边界，Ti-6Al-4V钛合金粉末为蜂窝主体；

铺好的仿蜂窝结构抗冲击钛合金粉末进行等离子烧结，形成仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料块体；

其中，送粉器将粉末按照蜂窝结构的比例，主体与边界的质量比为10:1注射进等离子烧结设备的石墨模具，实现第一步增材；然后通过等离子烧结制得仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料实现第二步增材。

2.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，选用强韧性好的Ti-6Al-4V钛合金作为仿蜂窝结构的主体，选用硬度高的B₄C陶瓷作为仿蜂窝结构的边界。

3.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，根据蜂窝结构上设计的仿蜂窝结构，蜂窝边界为等边六边形，每条边长为6mm，边界厚度为2mm，每层厚度为1mm，每层按照中心等边六边形蜂窝的顶点旋转5°。

4.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，通过气雾化制粉设备制造的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末尺寸在50μm左右，尺寸服从正态分布。

5.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，制备的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末需装入球磨机中进行球磨，球磨机转速为320r/min-400r/min，球磨时间为8-12h，球料比为4:1-6:1。

6.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，球磨好的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末添加PIM胶粘剂，放入送粉器中。

7.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，将添加胶粘剂的Ti-6Al-4V钛合金粉末和B₄C陶瓷粉末通过送分装置的注射器注入石墨模具中，Ti-6Al-4V钛合金粉末作为蜂窝结构的主体，B₄C陶瓷粉末作为蜂窝结构的边界。

8.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，真空室的真空度为3Pa-5Pa，避免Ti-6Al-4V钛合金粉末在烧结过程中发生氧化。

9.根据权利要求1所述的基于二步法增材的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料，其特征在于，在等离子烧结过程中以50℃/min-100℃/min升温至1000℃-1300℃，施加压力为30MPa-50MPa，确保等离子烧结的仿蜂窝结构抗冲击钛基体复合材料具有较高致密度。