、钛合金或陶瓷；所述软质相优选为高韧性金属相；所 述高韧性金属相优选为钴、铁、钼、铜、铝和镍及上述金属元素的合金中的一种或多种，更优 选为钴、铁、钼、铜、铝、镍或上述金属元素的合金，更优选为钴、铁、钼、镍及上述金属元素合 金中的一种或多种，最优选为钴、铁和镍中的一种或多种。
[0042] 所述混合料中，所述粉末原料在混合料中的体积比优选为50 %~85%，更优选为 55 %~80 %，最优选为60 %~75 % ;所述添加剂在混合料中的体积比优选为15 %~50 %， 更优选为25 %~45%，最优选为30 %~40%。本发明对所述混合的具体步骤没有特别限 制，以本领域技术人员熟知的混合过程即可，本发明为保证压模复合和烧结的效果，优选按 照以下步骤进行：
[0043] 将添加剂与第一粉末原料混合后，得到表层混合料；将添加剂与第二粉末原料混 合后，得到中间层混合料；将添加剂与第三粉末原料混合后，得到内层混合料。
[0044] 本发明将添加剂与第一粉末原料混合后，得到表层混合料，即细尺寸颗粒粉末；当 所述第一粉末原料不包括陶瓷时，所述表层混合料的费氏粒度优选为小于等于5 μ m，更优 选为0· 5~4 μ m，更优选为1~3 μ m，最优选为0· 5~2. 5 μ m ;当所述第一粉末原料为陶 瓷时，所述表层混合料的费氏粒度优选为小于等于25nm，更优选为0. 5~23nm，更优选为 5~21nm，最优选为10~20nm ;所述第一粉末原料中，所述非软质相的质量含量占所述第 一粉末原料的质量含量的百分比优选为80%~100%，更优选为82. 5%~97. 5%，更优选 为85 %~95 %，最优选为88 %~92 % ;上述百分比即，硬质相的含量占第一粉末原料中颗 粒粉末质量总含量的百分比；所述添加剂在表层混合料中的比例优选为40 %~50%，更优 选为41 %~49%，最优选为43%~47%。
[0045] 本发明对所述混合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的金属基复合材 料混合方式即可，本发明优选为高能球磨；本发明对所述混合的设备没有特别限制，以本领 域技术人员熟知的金属基混合设备即可；本发明对所述混合的其它条件没有特别限制，以 本领域技术人员熟知的金属基复合材料混合条件即可。
[0046] 本发明经过上述混合得到一定费氏粒度的表层混合料，从而经过后续压模和烧 结，得到细晶粒组织，然后将这些具有特定颗粒度和成分的细晶粒组织，用于成品表层，这 些高含量的硬质颗粒和细小的晶粒组织，能够得到优良的表面耐磨性能的金属基功能梯度 复合材料。本发明同时将添加剂与第二粉末原料混合后，得到中间层混合料，即细小尺寸 和中等尺寸的混合颗粒度金属粉末；当所述第二粉末原料不包括陶瓷时，所述中间层混合 料的费氏粒度优选为2~10 μπι，更优选为3~8 μπι，更优选为4~7 μπι，最优选为5~ 6 y m ;当所述第二粉末原料为陶瓷时，所述表层混合料的费氏粒度优选为15~50nm，更优 选为17~49nm，更优选为19~48nm，最优选为20~47nm ;所述第二粉末原料中，所述非 软质相的质量含量占所述第二粉末原料的质量含量的百分比优选为70%~95%，更优选 为75 %~90%，最优选为80%~85% ;上述百分比即，硬质相的颗粒含量占第二粉末原料 中颗粒粉末质量总含量的百分比；所述添加剂在中间层混合料中的体积比优选为30%~ 45 %，更优选为35 %~44%，最优选为40 %~43 %。;本发明对所述中间混合料中的其他成 分没有特别限制，以本领域技术人员根据生产需要或质量要求，加入的熟知的其他原料即 可，本发明优选在所述中间层混合料，即中间过渡层混合料中，还加入质量百分数含量优选 为0· 2 %~(λ 4 %的TaC，更优选为(λ 25 %~(λ 35 %，最优选为(λ 3 %。
[0047] 本发明对所述混合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合材料混合 方式即可，本发明优选为高能球磨；本发明对所述混合的设备没有特别限制，以本领域技术 人员熟知的用于制备金属基复合材料的混合设备即可；本发明对所述混合的其它条件没有 特别限制，以本领域技术人员熟知的金属基复合材料混合条件即可。
[0048] 本发明经过上述混合得到一定费氏粒度的中间过渡层混合料，将这些具有细小尺 寸和中等尺寸的多尺度复合材料粉末经过后续压模和烧结，得到介于表层和内层的细小尺 寸和中等尺寸的混合晶粒组织，然后将这些中等尺寸的晶粒组织，用于成品中间过渡层，通 过成分和尺寸的控制，以获得无明显界面的连续过渡的金属基梯度复合材料，确保零件具 有优良的综合机械性能。同时，本发明还优选加入一定量的TaC，以抑制后续烧结过程中复 合材料细颗粒的长大。
[0049] 本发明将添加剂与第三粉末原料混合后，得到内层混合料，即大尺寸和中等尺 寸的粉末；当所述第三粉末原料不包括陶瓷时，所述内层混合料的费氏粒度优选为3~ 15 μ m，更优选为4~13 μ m，更优选为5~11 μ m，最优选为6~10 μ m ;当所述第三粉末原 料为陶瓷时，所述表层混合料的费氏粒度优选为40~115nm，更优选为41~114nm，更优选 为43~112nm，最优选为45~IlOnm;所述第三粉末原料中，所述非软质相的质量含量占所 述第三粉末原料的质量含量的百分比优选为75 %~90 %，更优选为77 %~88 %，更优选为 80 %~85 %，最优选为82 %~84% ;上述百分比即，硬质相的含量占第三粉末原料颗粒粉 末质量总含量的百分比；所述添加剂在内层混合料中的体积比优选为15%~45%，更优选 为25%~42%，最优选为35%~40%。
[0050] 本发明对所述混合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备金属基复 合材料的混合方式即可，本发明优选为高能球磨；本发明对所述混合的设备没有特别限制， 以本领域技术人员熟知的用于制备金属基复合材料的混合设备即可；本发明对所述混合的 其它条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备金属基复合材料的混合条件即可。
[0051] 本发明经过上述混合得到一定费氏粒度的内层混合料，将这些具有大尺寸和中等 尺寸的粉末经过后续压模和烧结，得到具有特定颗粒度和成分的粗晶粒组织，将其用于成 品内层，进而满足金属基功能梯度复合材料的高持久和高韧性等性能要求。
[0052] 本发明经过上述混合步骤后，得到了表层混合料、中间层混合料和内层混合料，然 后将上述步骤得到的混合料分别放入复合模具组中，进行复合压力成型后，得到坯料；所述 复合模具组优选包括外层高膨胀系数模具，中间过渡层模具组和内层低膨胀系数模具；本 发明对上述不同模具的数量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况和产品 要求进行适应性调整，如，中间过渡层模具组可以为1个，也可以为多个；本发明对所述复 合压力成型没有特别限制，以本领域技术人员熟知的功能梯度复合材料的复合压力成型方 法即可，本发明优选包括温压成型、注射成型和热等静压成型中的一种或多种，更优选为温 压成型、注射成型或热等静压成型；本发明对所述复合压力成型的条件没有特别限制，以 本领域技术人员熟知的功能梯度材料的复合压力成型条件即可，本发明的成型温度优选为 130~145°C，更优选为135~140°C ;所述成型压力优选为2~5MPa，更优选为3~4MPa。
[0053] 本发明上述制备步骤的整体构思在于，根据所需制备的成型零部件的要求，外表 面选择采用第一粉末原料（第一主原料），即第一金属基复合材料（Ml)，所述Ml可以为单 一种材料或多种材料，如可以为一种陶瓷材料、金属或金属碳化物，也可以为多种金属或金 属碳化物。芯部（内层）选择采用第三金属基复合材料（M2)(第三主原料），所述M2可以 为单一种材料或多种材料，如可以为一种金属或金属碳化物，也可以为多种金属或金属碳 化物。将上述具有第一热膨胀系数（〇 1)的第一金属基复合材料与特定量的添加剂混合 后，得到的表层混合料（Μ1+Τ1);将上述具有第二热膨胀系数（α 2)的第三粉末原料与特定 量的添加剂混合后，得到的内层混合料（Μ2+Τ2)。其中所述第一热膨胀系数（α 1)优选为 不同于第二热膨胀系数（α 2)。本发明再通过加入特定含量的添加剂复合材料（Tn)，形成 一层或多层中间层混合料，使所述中间层，即中间梯度区域的坯料（Υ1*η% +Υ2*(100-η) % +Τη)过渡于所述第一金属复合材料与第三金属复合材料（Ml，M2)中，并在所述外表面与内 层之间形成连续过渡的中间梯度复合区域，其热膨胀系数（an)也介于α 1~α2之间，且 均匀过渡。
[0054] 本发明通过上述步骤的设计，实现了表层高硬度细颗粒金属基组分和内层高韧粗 颗粒金属基组分的无界面过渡，进而大幅度的提高了成型零部件的耐磨性、强度，同时又减 小了复合材料的裂纹驱动力。
[0055] 本发明将上述步骤制备得到的坯料，经过烧结后，得到金属基功能梯度复合材 料；本发明对所述烧结的方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的烧结方法即可，本发 明优选为真空压力烧结；所述真空压力烧结的烧结温度优选为1380~1420°C，更优选为 1390~1410°C，最优选为1395~1405°C ;所述真空压力烧结的保护性气氛优选为氮气、氢 气和惰性气体中的一种或多种。本发明对所述烧结的设备没有特别限制，以本领域技术人 员熟知的相应的烧结设备即可；本发明对所述烧结的其它条件没有特别限制，以本领域技 术人员熟知的相应的烧结条件即可。
[0056] 本发明特别选择真空压力烧结，使得金属基梯度功能复合材料变形小，而且烧结 后不需要机械加工或仅需要极少量的磨削加工