[发明专利]一种超塑性非连续增强钛基复合材料及其超塑性成形方法

权利要求书

1.一种超塑性非连续增强钛基复合材料的超塑性成形方法，其特征在于，所述超塑性成形方法包括如下步骤：

（1）将钛粉、二硼化钛粉和硅粉采用粉末冶金法制得非连续增强钛基复合材料；

（2）对所述非连续增强钛基复合材料依次进行均一化热处理和热变形处理，得到热处理坯体；

所述均一化热处理包括如下子步骤：

将所述非连续增强钛基复合材料置于第一温度范围并保温15min~120min，然后以5℃/s~50℃/s的速率进行冷却，得到均匀组织材料；其中，所述第一温度范围为高于所述钛粉的β转变温度；

所述热变形处理包括如下子步骤：

将经所述均一化热处理得到的非连续增强钛基复合材料置于第二温度范围进行热变形，然后以2℃/min~10℃/min的速率进行冷却，得到所述热处理坯体；其中，所述第二温度范围为低于所述钛粉的β转变温度；

（3）将所述热处理坯体进行超塑性成形，得到所述超塑性非连续增强钛基复合材料。

2.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（1）中：

所述钛粉的粒径≤120μm；

所述二硼化钛粉的粒径≤2μm；

所述硅粉的粒径≤2μm。

3.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（1）中：

所述钛粉为TA15合金。

4.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（1）中：

所述钛粉、所述二硼化钛粉和所述硅粉的质量之比为（94~99.4）:（0.5~5）:（0.1~1）。

5.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（1）中：

所述粉末冶金法为真空热压烧结法。

6.根据权利要求5所述的超塑性成形方法，其特征在于，

所述真空热压烧结法中真空度＜10^-2Pa，热压温度为1100℃~1400℃，保温时间为1h~3h，保温压力≥10MPa。

7.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（2）中：

所述第一温度范围为比所述钛粉的β转变温度高出20℃~40℃。

8.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（2）中：

所述第二温度范围为比所述钛粉的β转变温度低200℃~100℃；所述热变形的变形量＞60%。

9.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（2）中：

在所述对所述非连续增强钛基复合材料依次进行均一化热处理和热变形处理之后，在所述得到所述热处理坯体之前，还包括加工后热处理的步骤。

10.根据权利要求9所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（2）中：

所述加工后热处理包括如下子步骤：

将经所述热变形处理得到的非连续增强钛基复合材料置于第三温度范围并保温0.2h~5h，然后以5℃/s~50℃/s的速率进行冷却，以得到所述热处理坯体；

其中，所述第三温度范围为低于所述钛粉的β转变温度。

11.根据权利要求10所述的超塑性成形方法，其特征在于，

所述第三温度范围为比所述钛粉的β转变温度低10℃~100℃。

12.根据权利要求1所述的超塑性成形方法，其特征在于，在步骤（3）中：

所述超塑性成形的变形温度为700℃~1000℃，变形速率为1×10^-4/s~5×10^-2/s；和/或

所述超塑性成形采用真空成形法、吹塑成形法或模压成形法。

13.一种超塑性非连续增强钛基复合材料，其特征在于，采用权利要求1至12中任一所述的超塑性成形方法得到。