专利名称：一种用原位反应制备TiAl<sub>3</sub>增强铝基复合材料的方法
技术领域：
本发明属于金属材料制备领域，特别涉及铝基复合材料的制备方法。
背景技术：
颗粒增强铝基复合材料具有比强度、比刚度高、高耐磨性、高的减振性等许多优 点。TiAl3因其具有良好的热电性能同时又具有高熔点、高硬度、高的弹性模量和价格低廉 等特点，是理想的增强相，为广大学者所关注。原位反应法制备的颗粒增强铝基复合材料中 Ti和A1会自发进行化学反应，方程式为Ti(s)+3Al(l) =TiAl3(s)。原位反应生成的复合 材料具有界面结合性好、无污染、热稳定性好、节约成本等特点，因而逐渐受到重视。
发明内容
本发明的目的是提供一种用原位反应制备TiAl3增强铝基复合材料的方法。本发明所述的制备方法为首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1 1. 5 1 的质量比均勻混合、烘干；将7075铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度850 880°C时，将上述混合粉末按8 12wt. %加入到7075铝合金熔体中保温15 20min后，用 石墨棒搅拌20 30min，再保温25 30min ；将熔体温度降至740 750°C，浇入到石墨模 型中，待冷却后取样。本发明得到的TiAl3/7075铝基复合材料组织中晶粒细小，且生成的TiAl3增强相 分布均勻，呈小方块状。此工艺成本低、简单；安全可靠；操作方便。
图1为本发明一个实施例条件下制备的TiAl3/7075铝基复合材料显微组织。图2为图1放大后的TiAl3/7075铝基复合材料中TiAl纟分布情况。
具体实施例方式本发明将通过以下实施例作进一步说明。实施例1。首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1 1的质量比均勻混合、烘干；将7075 铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度850°C时，将上述混合粉末按8wt. %加入 到7075铝合金熔体中保温15min后，用石墨棒搅拌20min，再保温25min ；将熔体温度降至 740V，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。实施例2。首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1 1的质量比均勻混合、烘干；将7075 铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度850°C时，将上述混合粉末按8wt. %加入 到7075铝合金熔体中保温15min后，用石墨棒搅拌30min，再保温25min ；将熔体温度降至 740 °C，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。
实施例3。首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1. 2 1的质量比均勻混合、烘干；将 7075铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度880°C时，将上述混合粉末按12wt. % 加入到7075铝合金熔体中保温20min后，用石墨棒搅拌30min，再保温30min ；将熔体温度 降至750°C，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。实施例4。首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1. 5 1的质量比均勻混合、烘干；将 7075铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度850°C时，将上述混合粉末按12wt. % 加入到7075铝合金熔体中保温20min后，用石墨棒搅拌30min，再保温25min ；将熔体温度 降至740°C，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。附图1为实施实例3条件下获得TiAl3/7075的铝基复合材料组织，由附图1可见， 所获得TiAl3/7075的铝基复合材料组织没有明显的枝晶状出现，取而代之的是大量的蔷薇 状、球状晶粒。TiAl3的晶体结构与铝的晶体结构的错配度在异质形核要求范围内，这样大 大增加了形核率，从而使复合材料的组织得到了明显的细化。附图2为附图放大后的组织图，图中可见，通过原位生成TiAl3/7075铝基复合材 料，反应生成了一系列的颗粒状及小方块状新生物质。从图中可以看到生成的颗粒状物质 主要分布在晶体内部，颗粒大小约为5 u m,生成的小方块状新物质无特定位置。
权利要求
一种用原位反应制备TiAl3增强铝基复合材料的方法，其特征是首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1～1.5∶1的质量比均匀混合、烘干；将7075铝合金混合放入石墨坩锅内加热、熔化，在温度850～880℃时，将上述混合粉末按8～12wt.％加入到7075铝合金熔体中保温15～20min后，用石墨棒搅拌20～30min，再保温25～30min；将熔体温度降至740～750℃，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。
全文摘要
一种用原位反应制备TiAl3增强铝基复合材料的方法，其特征是首先将冰晶石粉(Na3AlF6)与钛粉(Ti)按1～1.5∶1的质量比均匀混合、烘干；将7075铝合金混合放入石墨坩埚内加热、熔化，在温度850～880℃时，将上述混合粉末按8～12wt.％加入到7075铝合金熔体中保温15～20min后，用石墨棒搅拌20～30min，再保温25～30min；将熔体温度降至740～750℃，浇入到石墨模型中，待冷却后取样。本发明得到的TiAl3/7075铝基复合材料组织中晶粒细小，且生成的TiAl3增强相分布均匀，呈小方块状，且工艺成本低、简单；安全可靠；操作方便。
文档编号C22C1/00GK101831564SQ20101016001
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者揭小平, 杜磊, 闫洪, 陈小会 申请人:南昌大学