[发明专利]一种钛铝基层状复合材料板的制备方法

摘要

一种钛铝基层状复合材料板的制备方法，本发明涉及一种复合材料板的制备方法。本发明为了解决多层轧制和热处理技术制备的钛铝基合金多层板存在钛铝基合金板材的组织均匀性和组织致密性差、生产工艺复杂、周期长、成本高，复合材料各层厚度比不可控的问题。方法：一、球磨；二、得到Al基复合材料板；三、得到Ti-(TiB2)/Al多层板；四、得到层状结构的Ti-TiB2-TiAl3复合板；五、获得Ti-(TiB2/Ti3Al)层状复合材料板材。本发明方法能提高材料组织均匀性和组织致密性、生产工艺简单易行、周期短、比传统的制备钛铝基复合材料板材的方法更加经济、层状材料各层厚度比可控。本发明制备的钛铝基层状复合材料板为高温轻质结构材料，用于航天航空领域。

主权项

一种钛铝基层状复合材料板的制备方法，其特征在于钛铝基层状复合材料板的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、按照TiB2粉和Al粉的体积比为3：97量取TiB2粉和Al粉，放入球磨机中，球磨混合7.5~8.5h，其中球料质量比为4.5~5.5：1，转速为150~250rpm，得到混合粉末；二、将步骤一得到的混合粉末放入真空热压烧结炉中，在温度为590~610℃、压力为25MPa的条件下真空热压烧结1.5~2.5h，得到热压锭，再将热压锭挤压后，经切割打磨得到厚度为0.05~0.2mm的Al基复合材料板；三、将厚度为0.2~0.8mm的Ti板用10wt.%NaOH溶液进行碱洗后，再放在丙酮溶液中超声清洗并吹干，将步骤二得到的Al基复合材料板用10vol.%HF溶液进行酸洗后，在丙酮溶液中超声清洗并吹干，然后将(N+1)块Ti板和N块Al基复合材料板交替叠层放置在真空热压烧结炉的石墨模具中，在温度为510~520℃、压力为30MPa条件下热压1~2h，得到Ti‑(TiB2)/Al多层板；其中N为1~100；四、将步骤三得到的Ti‑(TiB2)/Al多层板放置在真空热压烧结炉中，在温度为660~680℃条件下保温1.5~3h，再降温至590~610℃，加压30MPa，保持0.1~0.2h，再升温至790~810℃，泄压至0MPa，保温1.5~3h，再降温至590~610℃，加压30MPa，保持0.1~0.2h，得到层状结构的Ti‑TiB2‑TiAl3复合板，其中，每次升温的速度为490~510℃/h，每次降温的速度为140～160℃/h，得到层状结构的Ti‑TiB2‑TiAl3复合板；五、将步骤四得到的层状结构的Ti‑TiB2‑TiAl3复合板放置在真空热压烧结炉中，在温度为1190～1210℃条件下保温1.5~3.5h，再降温至1050～1150℃，加压40MPa，保持30min，获得Ti‑(TiB2/Ti3Al)层状复合材料板材。