一种硅化物颗粒增强高温钛基复合材料的制备技术

摘要

本发明提供了一种硅化物颗粒增强高温钛基复合材料的制备技术。该技术以钛、锆、硅为主原料、钼、铌(或其中之一)为添加元素，经过合金制备和雾化制粉后制得钛锆硅合金粉末。合金粉末压制成压坯后，控制加热处理工艺条件，使得合金元素通过短路径扩散，在坯体中原位自生成硅化物增强颗粒。具有增强颗粒的生长可控、尺寸细小，且在基体中原位生成，与钛基体所形成的界面新鲜、结合牢固，材料的高温力学性能得到改善与提高等特点。主要用于生产需要高温抗蠕变性能良好的零部件及相关产品上，如抗蠕变发动机部件，尤其是大推比军用发动机的零部件，高速飞行器的蒙皮、尾翼，以及耐蚀耐磨部件及管道、齿轮、轴承等。

主权项

1.一种硅化物颗粒增强高温钛基复合材料的制备技术，其工艺流程是原料经过合金熔炼和气雾化制粉后成为超细、固溶或过固溶的钛锆硅合金粉末，合金粉末首先经钢模或冷等静压压制成形为钛锆硅合金粉末压坯或直接压制成形为零部件坯体，而后将合金粉末压坯或零部件坯体送入加热炉中进行烧结和加热处理；烧结和加热处理后的零部件坯体经机加工整形后成为零部件，合金粉末压坯通过热挤压、冷拉拔或轧制或锻打后成为硅化物颗粒增强的钛基复合材料制品，其特征在于：1)原料成分及所占百分比：基料：重量百分比为8-15％的锆，重量百分比为3-8％的硅，余量为钛，添加元素：①钼：不超过总重量的2.5％，②铌：不超过总重量的2％，基料与添加元素经过合金熔炼、气雾化制粉后的粒度小于等于35微米。1)、原料配方：基料+添加元素①2)、技术条件：①钛锆硅合金制备工艺：真空自耗电极炉熔炼3次，真空度为1～8×10-1～10-4Pa，②雾化制粉：制备的钛锆硅合金经1250-1400℃温度条件下熔化，隋性气体保护下雾化制粉，粉末经过筛分后得到粒度小于等于35微米的钛锆硅合金粉末，③钛锆硅粉末压制钢模双向压制压力300-600Mpa，冷等静压压力压力100-300MPa，④硅化物增强颗粒合成：在加热炉中进行烧结处理，温度为750-1050℃，保温时间为10-240小时，⑤烧结处理后合金粉末压坯挤压加工工艺为加热温度为750-1000℃，挤压力为400-800MPa。