[发明专利]一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料，按质量比计，包括以下原料；钛粉、铝粉的质量比为1：1；其制备方法如下：称取钛粉、铝粉，得混合物料a，混合物料a与造孔剂混合，加入粘结剂，均匀混合，得混合物料b，将混合物料b置入模具中压实成坯，脱模，得生坯，将生坯放入真空干燥箱中去孔干燥，得多孔的生坯块，生坯块在真空条件下，进行烧结，得多尺度结构TiAl多孔材料；按配比的合金成分，称取合金材料，加入熔炉中，待炉料全部熔化后，扒渣精炼，得精炼金属熔液；烧结后的TiAl多孔材料放入铸造模具中，进行压力侵渗，浇注后材料进行固溶+时效处理。本发明强度和耐热性好，且耐磨性好，热膨胀系数低，价格低。

本发属于复合材料技术领域，具体涉及一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料，同时还涉及制备方法。

背景技术

铝基复合材料由于其重量轻、力学性能和摩擦学性能优良等优点成为金属基复合材料中需求很大的工程材料之一，已广泛应用于汽车和航天工业等领域。而现有技术中的金属基复合材料强度和耐热性差，且耐磨性不好，热膨胀系数高，价格高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度和耐热性好，且耐磨性好，热膨胀系数低，价格低的TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料及其制备方法。

本发明的一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料，按质量比计，包括以下原料；钛粉、铝粉的质量比为1：1。

一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A称取钛粉、铝粉和硬质氧化锆合金球，硬质氧化锆合金球为直径1～8mm的硬质氧化锆合金球，硬质氧化锆合金球的质量与钛粉、铝粉的质量比为4：1：1：，混合均匀后将氧化锆合金球取出，得混合物料a；

B将混合物料a与造孔剂混合，加入粘结剂，均匀混合，得混合物料b；

C将混合物料b置入模具中压实成坯，压力200～2250MPa，保压时间为1～2min，脱模，得生坯；

D将步骤C中所得生坯放入真空干燥箱中去孔干燥，先以8～10℃/min速度，升温至70℃，保温1～2h，随后以5～7℃/min的速度，升温至150℃，保温1～2h，然后冷却至室温,得多孔的生坯块；

E将步骤D中所得多孔生坯块在真空条件下，真空条件的真空度为1×10 -3 Pa～1×10 -2 Pa，进行烧结，先以4～6℃/min的速度，升温至600～650℃，保温1～2h，随后以4～6℃/min的速度，升温至1100～1300℃，保温1～2h，随后冷却至室温,得多尺度结构TiAl多孔预制体材料；

F按配比的合金成分，称取合金材料，加入熔炉中，待炉料全部熔化后，扒渣精炼，得精炼金属熔液；

G将步骤E中所得烧结后的TiAl多孔材料放入铸造模具中，使用步骤F中所得金属熔液，进行压力侵渗;

H对浇注后材料进行固溶+时效处理。

步骤A中，所述Ti粉的粒径为10～30μm，形状为不规则多边形；所述铝粉的粒径为20～30μm，形状为不规则球形。

步骤B中，所述混合物料a与造孔剂的体积比为2～5：8～5；所述造孔剂为碳酸氢铵、尿素、NaCl或NaF中的至少一种；所述造孔剂为碳酸氢铵，碳酸氢铵的形状为球形，碳酸氢铵的粒径为0.4～1mm。

步骤B中，所述粘结剂的加入量为混合物料b质量的1～2%；所述粘结剂为硅溶胶。