專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用原位反應(yīng)制備TiAl₃增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，特別涉及鋁基復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比剛度高、高耐磨性、高的減振性等許多優(yōu) 點(diǎn)。TiAl3因其具有良好的熱電性能同時(shí)又具有高熔點(diǎn)、高硬度、高的彈性模量和價(jià)格低廉 等特點(diǎn)，是理想的增強(qiáng)相，為廣大學(xué)者所關(guān)注。原位反應(yīng)法制備的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中 Ti和A1會(huì)自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，方程式為T(mén)i(s)+3Al(l) =TiAl3(s)。原位反應(yīng)生成的復(fù)合 材料具有界面結(jié)合性好、無(wú)污染、熱穩(wěn)定性好、節(jié)約成本等特點(diǎn)，因而逐漸受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用原位反應(yīng)制備TiAl3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法。本發(fā)明所述的制備方法為首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1 1. 5 1 的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將7075鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度850 880°C時(shí)，將上述混合粉末按8 12wt. %加入到7075鋁合金熔體中保溫15 20min后，用 石墨棒攪拌20 30min，再保溫25 30min ；將熔體溫度降至740 750°C，澆入到石墨模 型中，待冷卻后取樣。本發(fā)明得到的TiAl3/7075鋁基復(fù)合材料組織中晶粒細(xì)小，且生成的TiAl3增強(qiáng)相 分布均勻，呈小方塊狀。此工藝成本低、簡(jiǎn)單；安全可靠；操作方便。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例條件下制備的TiAl3/7075鋁基復(fù)合材料顯微組織。圖2為圖1放大后的TiAl3/7075鋁基復(fù)合材料中TiAl纟分布情況。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將通過(guò)以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1。首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1 1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將7075 鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度850°C時(shí)，將上述混合粉末按8wt. %加入 到7075鋁合金熔體中保溫15min后，用石墨棒攪拌20min，再保溫25min ；將熔體溫度降至 740V，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。實(shí)施例2。首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1 1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將7075 鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度850°C時(shí)，將上述混合粉末按8wt. %加入 到7075鋁合金熔體中保溫15min后，用石墨棒攪拌30min，再保溫25min ；將熔體溫度降至 740 °C，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。
實(shí)施例3。首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1. 2 1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將 7075鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度880°C時(shí)，將上述混合粉末按12wt. % 加入到7075鋁合金熔體中保溫20min后，用石墨棒攪拌30min，再保溫30min ；將熔體溫度 降至750°C，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。實(shí)施例4。首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1. 5 1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將 7075鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度850°C時(shí)，將上述混合粉末按12wt. % 加入到7075鋁合金熔體中保溫20min后，用石墨棒攪拌30min，再保溫25min ；將熔體溫度 降至740°C，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。附圖1為實(shí)施實(shí)例3條件下獲得TiAl3/7075的鋁基復(fù)合材料組織，由附圖1可見(jiàn)， 所獲得TiAl3/7075的鋁基復(fù)合材料組織沒(méi)有明顯的枝晶狀出現(xiàn)，取而代之的是大量的薔薇 狀、球狀晶粒。TiAl3的晶體結(jié)構(gòu)與鋁的晶體結(jié)構(gòu)的錯(cuò)配度在異質(zhì)形核要求范圍內(nèi)，這樣大 大增加了形核率，從而使復(fù)合材料的組織得到了明顯的細(xì)化。附圖2為附圖放大后的組織圖，圖中可見(jiàn)，通過(guò)原位生成TiAl3/7075鋁基復(fù)合材 料，反應(yīng)生成了一系列的顆粒狀及小方塊狀新生物質(zhì)。從圖中可以看到生成的顆粒狀物質(zhì) 主要分布在晶體內(nèi)部，顆粒大小約為5 u m,生成的小方塊狀新物質(zhì)無(wú)特定位置。
權(quán)利要求
一種用原位反應(yīng)制備TiAl3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征是首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1～1.5∶1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將7075鋁合金混合放入石墨坩鍋內(nèi)加熱、熔化，在溫度850～880℃時(shí)，將上述混合粉末按8～12wt.％加入到7075鋁合金熔體中保溫15～20min后，用石墨棒攪拌20～30min，再保溫25～30min；將熔體溫度降至740～750℃，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。
全文摘要
一種用原位反應(yīng)制備TiAl3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法，其特征是首先將冰晶石粉(Na3AlF6)與鈦粉(Ti)按1～1.5∶1的質(zhì)量比均勻混合、烘干；將7075鋁合金混合放入石墨坩堝內(nèi)加熱、熔化，在溫度850～880℃時(shí)，將上述混合粉末按8～12wt.％加入到7075鋁合金熔體中保溫15～20min后，用石墨棒攪拌20～30min，再保溫25～30min；將熔體溫度降至740～750℃，澆入到石墨模型中，待冷卻后取樣。本發(fā)明得到的TiAl3/7075鋁基復(fù)合材料組織中晶粒細(xì)小，且生成的TiAl3增強(qiáng)相分布均勻，呈小方塊狀，且工藝成本低、簡(jiǎn)單；安全可靠；操作方便。
文檔編號(hào)C22C1/00GK101831564SQ20101016001
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者揭小平, 杜磊, 閆洪, 陳小會(huì) 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)