一种碳化物金属基复合棒材及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种碳化物金属基复合棒材，其特征在于，由内向外依次为金属基体(2)和金属外层(1)，金属基体(2)内部均匀分布有多根金属丝(4)，金属丝(4)外侧布满碳化物颗粒(3)，金属基体(2)为铁基、镍基或钴基材料，金属丝(4)为ta、nb、ti、v或mo丝，金属外层(1)为低碳钢层或钛合金层。2.根据权利要求1所述的一种碳化物金属基复合棒材，其特征在于，所述金属外层(1)为钛合金层时，金属外层(1)与金属基体(2)之间分布有tic层(5)。3.一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，准备原材料金属薄带：选择低碳钢薄带或钛合金薄带，通过超声波清洗及酸洗后备用；混合粉末：选择碳钢粉、铁粉 石墨粉、镍粉 石墨粉或钴粉 石墨粉，经烘干后混合均匀备用；金属纤维：选择ta、nb、ti、v或mo纤维，超声波清洗及酸洗后备用；步骤2，将步骤1准备的金属薄带轧制为u型，然后将准备好的混合粉末和金属纤维置于金属薄带上，金属纤维均匀分布在混合粉末中，金属纤维与混合粉末中c的摩尔比为1:0.2～0.5；将金属薄带封装卷轧，得到外径为1.5mm～2.5mm的金属棒，将金属棒拉拔减径至直径为0.8mm～1.2mm；步骤3，将步骤2制备的金属棒放在真空烧结炉中进行保温烧结，烧结温度为1100～1150℃，保温时间为30min～120min，然后随炉冷却至室温，即制得复合棒坯；步骤4，对复合棒坯进行热处理，即获得碳化物金属基复合棒材。4.根据权利要求3所述的一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，对复合棒坯进行热处理时，若金属薄带为低碳钢薄带，先将复合棒坯在气氛保护管式炉中淬火30min～45min，淬火温度为850～900℃，然后淬油或淬水冷却至室温，再进行550～620℃回火，保温60min～120min，最后空冷或水冷至室温。5.根据权利要求3所述的一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，对复合棒坯进行热处理时，若金属薄带为钛合金薄带，先将复合棒坯在气氛保护管式炉中去应力退火40min～60min，退火温度为720～780℃，然后空冷至室温。6.根据权利要求3所述的一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，所述金属薄带的厚度为0.1
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0.5mm，宽度为8mm
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12mm。7.根据权利要求3所述的一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，所述金属纤维的直径为50μm～100μm。8.根据权利要求3所述的一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，其特征在于，所述混合粉末为铁粉 石墨粉、镍粉 石墨粉或钴粉 石墨粉时，金属粉末与石墨粉的质量比为10～20:1。

技术总结
本发明公开了一种碳化物金属基复合棒材，由内向外依次为金属基体和金属外层，金属基体内部均匀分布有多根金属丝，金属丝外侧布满碳化物颗粒，金属基体为铁基、镍基或钴基材料，金属丝为Ta、Nb、Ti、V或Mo丝，金属外层为低碳钢层或钛合金层，金属外层为钛合金层时，金属外层与金属基体之间分布有TiC层；本发明还公开了一种碳化物金属基复合棒材的制备方法，制备的复合棒材内含微米级金属纤维和亚微米级碳化物颗粒，为原位制备多尺度纤维增强金属基复合材料提供了纤维增强体，金属薄带通过轧制并进行拉拔减径形成毫米级金属棒，作为复合材料的增强体可与内含微米级金属纤维共同吸收、传递载荷，可有效改善复合材料的韧性。可有效改善复合材料的韧性。可有效改善复合材料的韧性。


技术研发人员：钟黎声 崔鹏杰 白海强 庄卫军 余彧童 许云华
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/12/2