[发明专利]一种TiAl基耐高温自润滑复合材料及制备方法

说明书

一种TiAl基耐高温自润滑复合材料，它的化学成分质量百分比为：Ti₃SiC₂5‑30％，其余为TiAl合金粉末；上述TiAl基耐高温自润滑复合材料的制备方法主要是对上述成分的Ti₃SiC₂和TiAl合金粉末进行球磨混合均匀，球磨机转速为300‑450r/min，球磨时间为2‑4h；将混合粉末干燥后，装入模具中进行预压成型，对烘干后的预压粉末进行SPS烧结，压力为20‑50MPa，真空度为10‑40Pa，加热到800‑1200℃，保温10‑30min，升温速率为50‑100℃/min，随炉冷却，得到毛坯；将毛坯进行表面处理，得到TiAl基耐高温自润滑复合材料。本发明耐疲劳、耐冲击、耐高温、承载能力强，而且能实现自润滑性能，降低摩擦系数和磨损量，高温状况下自润滑性能更优异。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种润滑复合材料。

背景技术

TiAl合金的高摩擦系数和磨损量引起了专家的广泛关注，为了改善TiAl合金摩擦磨损性能，史晓亮等人通过添加不同重量百分比的Ti₃SiC₂和MoS₂润滑相制备TiAl基自润滑复合材料(TMC)。研究表明，添加10wt％(Ti₃SiC₂-MoS₂)润滑相的TMC由于摩擦表面产生独特的分层结构具有良好的摩擦学性能[Zhai W,Shi X,Wang M,et al.Friction and WearProperties of TiAl-Ti₃SiC₂-MoS₂Composites Prepared by Spark Plasma Sintering[J].Tribology Transactions,2014,57(3):416-424.]；章桥新等人提供一种TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自润滑复合材料，所制得复合材料纯度高、晶粒细小、致密度高，且具有优良的力学性能和摩擦学性能[章桥新，徐增师，史晓亮，等.一种TiAl-石墨烯-Ti₃SiC₂自润滑复合材料及其制备方法[P].湖北：CN103882257A,2014-06-25.]；史晓亮等人发明一种Ti₃SiC₂-TiC-石墨烯自润滑复合材料，制备的Ti₃SiC₂-TiC-石墨烯自润滑复合材料纯度高，材料界面结合强度好，相容性好，且具有优良的力学性能和摩擦学性能[史晓亮,翟文正,徐增师，等.一种Ti₃SiC₂-TiC-石墨烯自润滑复合材料及其原位合成制备方法[P].湖北：CN103693963A,2014-04-02.]；史晓亮等人发明一种含有Ti₃SiC₂、Ti₂AlC和C三元复合润滑相和增强相TiC的TiAl金属间化合物基固体自润滑复合材料。合成的自润滑复合材料致密度高、摩擦学性能好、工艺参数稳定，制备过程快捷简单，易操作[史晓亮,彭美超,章桥新,等.一种TiAl金属间化合物基固体自润滑复合材料及其制备方法[P].湖北：CN102492871A,2012-06-13.]。上述这些烧结体复合材料都在一定程度上改善了复合材料的耐磨性，但综合性能有待提高。

随着工业科技快速发展，由于TiAl材料具有高强度、高硬度、轻质、良好蠕变性能等优点，因此被广泛应用于航空航天工程项目中。当TiAl材料发生干摩擦滑动时，产生较大摩擦系数和磨损量，极大地限制了该材料的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承载能力强、高强度、高硬度、耐高温、在高温状况下自润滑性能优异的TiAl基耐高温自润滑复合材料及制备方法。

本发明的TiAl基耐高温自润滑复合材料的化学成分质量百分比为：Ti₃SiC₂ 5-30％，其余为TiAl合金粉末；