[发明专利]高硬度耐磨型网状结构双金属钛基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.高硬度耐磨型网状结构双金属钛基复合材料，其特征在于，以钛或钛合金为基体，复合用金属与钛或钛合金基体原位自生的金属间化合物颗粒相、复合用金属依次呈套环状均匀连续的分布在钛或钛合金基体的表面，形成网状结构双金属钛基复合材料，且钛或钛合金基体位于网状结构的网格中心部位；所述复合用金属的硬度小于钛或钛合金基体的硬度，复合用金属的延展性大于钛或钛合金基体的延展性；所述网状结构中的网格平均等效直径不超过150μm，所述网状结构双金属钛基复合材料的维氏显微硬度较对应相同的钛或钛合金制备的钛基复合材料提高了40Hv~70Hv，平均摩擦系数降低了0.02~0.08。

2.根据权利要求1所述的高硬度耐磨型网状结构双金属钛基复合材料，其特征在于，所述复合用金属为铜、镍、银、铝或锌；所述金属间化合物颗粒相为Ti₂Cu、Ti₂Ni、Ti₂Ag、Ti₃Al或Ti₂Zn。

3.一种制备如权利要求1或2所述的高硬度耐磨型网状结构双金属钛基复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、粉体的选择：选用球形的钛粉末或钛合金粉末作为基体粉末，选择硬度小于基体粉末且延展性大于基体粉末的金属粉末作为复合用金属粉末；

步骤二、复合用金属粉末的预处理：将步骤一中选择的复合用金属粉末进行高能球磨处理，然后经筛分得到片状不规则复合用金属粉末；所述高能球磨处理的工艺参数为：转速400r/min~500r/min，球磨时间5h~8h，球料比不小于1.5:1；

步骤三、复合处理：将步骤一中选择的基体粉末和步骤二中得到的片状不规则复合用金属粉末放入行星球磨机中进行高能球磨复合处理，得到双金属钛基复合粉体；所述高能球磨复合处理的工艺参数为：转速400r/min~500r/min，球磨时间4h~8h，球料比不小于1.5:1，选用的磨球为直径4mm和8mm的不锈钢磨球，其中，直径8mm的不锈钢磨球和直径4mm的不锈钢磨球的质量比不超过3:1；

步骤四、烧结成型：将步骤三中得到的双金属钛基复合粉体放置于放电等离子烧结机中进行热压烧结，得到高硬度耐磨型网状结构双金属钛基复合材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述基体粉末的球形度不小于0.8；所述基体粉末和复合用金属粉末的质量纯度均不小于99.9%。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述基体粉末和复合用金属粉末的粒径比不小于1.5:1，硬度比不小于12:7，质量比不大于5:1。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述复合用金属粉末为片状粉末。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤四中所述热压烧结的工艺参数为：烧结温度900℃~1100℃，烧结时间5min~8min，烧结压力60MPa~80MPa。