[发明专利]一种WRe/TZM复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种使用放电等离子烧结来制备WRe/TZM复合材料的方法，其中，

在放电等离子烧结之前使WRe合金粉末形成固溶体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述方法包括如下步骤：

步骤1：对WRe合金粉末进行高能球磨，以形成W-Re固溶体；

步骤2：对TZM合金粉末和球磨后W-Re固溶体进行真空干燥；

步骤3：取装有衬套的石墨模具，所述石墨模具包括上下压头及石墨衬套；首先在模具内装好下压头，然后装入TZM合金粉末，预压后，再装入球磨后的WRe合金粉末并预压，将上压头和下压头压紧，同时使上下压头超出套模的高度一致；

步骤4：将步骤3装好原料后的模具外包裹一层碳毡，然后放入SPS炉腔中，抽真空至低于10Pa，然后通入直流脉冲电流进行烧结来制备WRe/TZM复合材料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

进行高能球磨的球磨罐为硬质合金球磨罐，球料比10～30：1，球磨时间为10小时以上，优选为10小时至40小时。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，

W-Re固溶体的平均粒径为1～2μm，TZM合金粉末的费式粒度为2～3μm，

优选的，WRe合金中Re的含量为5wt.％～15wt.％。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，

在步骤3中，装有衬套的石墨模具内径为30～70mm；预压压力为5～20MPa，保压时间为1min至10min。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，

在步骤4中，烧结工艺采用梯度升温方式，参数设置如下：

升温速率：先以50～200℃/min的升温速率从室温升温至1200℃，再以10～50℃/min的升温速率升温至最高烧结温度，保温1～15min；保温时间结束后，将轴向压力降至0kN，随炉冷却至室温取出，即获得WRe/TZM复合材料；烧结过程中轴向压力为20～50MPa；最高烧结温度：1400～1600℃。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，

烧结工艺的参数如下：

升温速率：先以100℃/min的升温速率从室温升温至1200℃，再以30℃/min的升温速率升温至最高烧结温度保温5～10min；保温时间结束后，将轴向压力降至0kN，随炉冷却至室温取出，即获得WRe/TZM复合材料；烧结过程中轴向压力为30MPa；最高烧结温度：1400～1600℃。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，

在所述WRe/TZM复合材料中，WRe合金和TZM合金相对密度均达95.0％以上，更优选的，相对密度达到97.0％以上；维氏硬度分别达到410HV_0.5以上和200HV_0.5以上；且复合材料接头剪切强度达到110MPa以上。

9.根据本发明所述的方法制备的WRe/TZM复合材料。

10.根据权利要求9所述的WRe/TZM复合材料，其中，

所述WRe/TZM复合材料的相对密度为WRe合金和TZM合金的相对密度均达95.0％以上，更优选的，相对密度达到97.0％以上；维氏硬度分别达到410HV_0.5以上和200HV_0.5以上；且复合材料接头剪切强度达到110MPa以上。