[发明专利]一种复合钛合金材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种复合钛合金材料的制备方法，采用金属铁粉与盐酸复合的还原体系来还原处理稀浓度的氧化石墨烯水溶液，原料成本低廉，无毒，操作简单，利于批量生产，制备方法还实现了石墨烯材料与钛的很好的结合，由于多次大的变形，可以使复合材料达到很高的致密度，提高了基体的力学性能，可以制备出高性能的新型钛基复合材料。

主权项

一种复合钛合金材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备石墨烯粉末将250g天然石墨和由4.5L浓硫酸和0.5L浓磷酸组成的5L混酸混合于反应釜内并用电控磁力搅拌器搅拌均匀，在低于20℃的情况下缓慢加入500g高锰酸钾；之后，密封反应釜并升温至85‑90℃反应2‑3小时，将产物从反应釜下端取出，稀释成40L溶液，加入0.6L双氧水得亮黄色氧化石墨溶液；然后，用酸和水交替离心洗涤，至溶液pH=5‑6，去除杂质离子；最后，超声分散氧化石墨，配置出一定浓度的氧化石墨烯溶液；将2L的0.5mg/mL 氧化石墨烯溶液转移至反应釜内，在磁力搅拌下加入12‑36g铁粉和0.8‑1.8L的浓盐酸，75‑90℃反应4‑5小时；然后静置，用盐酸抽滤洗涤除去残留的铁粉，再水洗抽滤除酸；最后冷冻干燥，研磨过筛得石墨烯粉末；（2）将纯钛或钛合金材料作退火处理，并对其表面进行碱液清洗和清水清洗，清洗后凉干或烘干；将纯钛或钛合金粉末与上述石墨烯粉末按一定的比例进行充分混合、搅拌均匀；用上述处理过的纯钛或钛合金材料包覆混合粉末，压实并密封，再用压力机压制成预制块；将所得预制块轧制成最终成品；其中，所用的钛粉可以是纯钛粉或是钛合金粉末，颗粒大小为150‑200目，所用的包覆钛材可以是管材、板材或是其他钛及钛合金之类的型材，所用上述石墨烯粉末的含量用质量分数表示或用体积分数表示，质量分数为2.5%‑6%，体积分数为2%‑8%。