專利名稱：自反應(yīng)-熔融技術(shù)制備金屬基復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬於金屬基復(fù)合材料的制備。
金屬基復(fù)合材料用途廣泛，目前主要用于刀具，耐磨和防腐涂層等以及軍工和航天技術(shù)需要的尖端材料。
現(xiàn)有的金屬基復(fù)合材料的制備，一般是先從市場上購買的增強(qiáng)陶瓷原料(如TiC)，然后使其分散在溶融的金屬液中，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚淼确椒?。由於陶瓷原料的表面污染問題，使得嚴(yán)重影響了材料的性能。為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種采用自反應(yīng)融溶技術(shù)，即體現(xiàn)了自反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)即合成的陶瓷增強(qiáng)相比較純，表面比較新鮮，原料表面一些氧化物可以排除，也體現(xiàn)了熔融過程的優(yōu)點(diǎn)，陶瓷相是在自反應(yīng)過程中“原位生成”避免了顆粒的表面污染及氧化等問題。
自反應(yīng)過程主要是利用反應(yīng)自身放出的熱量維持反應(yīng)的延續(xù)，一旦引發(fā)就不再需要外加熱源，他的優(yōu)點(diǎn)在于由于高的反應(yīng)溫度，使得原料的顆粒表面的一些吸附雜質(zhì)在反應(yīng)過程中被排除掉，從而得到高純的產(chǎn)物，因此是合成陶瓷原料的理想方法本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是合理地將部分陶瓷相引入到金屬中以提高金屬的耐高溫、耐磨擦和抗氧化等性能。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的選用Ti，C，Ni，Al，B五種元素態(tài)粉末原料，經(jīng)自反應(yīng)生成TiC陶瓷相和Ni3Al的基體中從而制備出TiC-Ni3Al基復(fù)合材料。


圖1制備過程示意圖。
圖2設(shè)備圖。
圖2中1-點(diǎn)火鎢絲，2-樣品，3-石墨坩堝，4-保溫層，5-感應(yīng)圈，6-鑄模。
下面對工藝流程加以說明1、原料的配制選用元素態(tài)粉末原料，按下列反應(yīng)或混合
X可以在不超過50wt%的范圍內(nèi)根據(jù)需要調(diào)整。
2、冷等靜壓成形將混合的樣壓成一定密度(一般在理論密度的50%)的生坯形成壓實(shí)樣。
3、自反應(yīng)-熔融過程將壓實(shí)樣置于圖2所示的設(shè)備中，點(diǎn)火經(jīng)鎢絲1引發(fā)自反應(yīng)后，接通感應(yīng)電流，使合成的TiC均勻分散在熔融的Ni3Al基體中，含TiC的熔體因重力的作用流入下面的鑄模6冷卻后即得到TiC增強(qiáng)的Ni3Al基復(fù)合材料。
實(shí)施例1將Ti，C，Ni，Al，B五種原料粉末按下列反應(yīng)式混合以TiC和Ni3Al的化學(xué)計(jì)量稱好，并添加一些改善Ni3Al塑性的微合金元素。采用自反應(yīng)-熔融技術(shù)制備了Ni3Al基復(fù)合材料。這種材料的1000℃高溫彎曲強(qiáng)度達(dá)780MPa，1100℃高溫彎曲達(dá)530MPa，斷裂韌性達(dá)40MPa
。
權(quán)利要求
1.自反應(yīng)-熔融技術(shù)制備基復(fù)合材料，其特征在于采用Ti，C，Ni，Al，B五種元素態(tài)粉末原料，經(jīng)自反應(yīng)生成TiC陶瓷相和Ni3Al相，隨后的感應(yīng)熔融過程使其分散在熔融的Ni3Al基體中，從而制備出TiC-Ni3Al基復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用自反應(yīng)-熔融技術(shù)制備金屬基復(fù)合材料，其特征在于元素態(tài)粉末原料按下列反應(yīng)式混合X可以在不超過50wt%的范圍內(nèi)調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于采用了感應(yīng)熔融技術(shù)，使自反應(yīng)合成的金屬相處于熔融狀態(tài)，陶瓷相均勻分散在金屬基體中。
全文摘要
自反應(yīng)-熔融技術(shù)制備金屬基復(fù)合材料是將Ti，C，N，Al四種元素態(tài)粉末按適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量混合，制成一定形狀的壓實(shí)樣，經(jīng)點(diǎn)火引發(fā)自反應(yīng)后，隨即通過感應(yīng)加熱的方式使金屬相熔融，生成的TiC被分散在熔融金屬液相中。這樣TiC是在材料制備過程中“原位”生成的，克服了在加入金屬液前的表面污染及氧化問題，這個方法制備的TiC-Ni3Al基復(fù)合材料比外加TiC的傳統(tǒng)方法制備的材料一般可提高30％左右的性能，是一種很具有發(fā)展前景的制備金屬基復(fù)合材料的技術(shù)。
文檔編號C22C1/04GK1091473SQ9311400
公開日1994年8月31日 申請日期1993年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月8日
發(fā)明者梅炳初, 王為民, 付正義, 袁潤章 申請人:武漢工業(yè)大學(xué)