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专利摘要

本发明公开了一种高强韧阻尼耐磨钛合金及其制备方法和应用，属于增材制造和粉末冶金技术领域。该钛合金的结构依次包括表面层、中间层和基底层；其中，表面层为Ti‑TiC复合层；中间层为Ti‑NiTi复合层；基底层为抗拉强度不低于900 MPa的钛合金层；Ti‑NiTi复合层由Ti粉末和NiTi粉末的混合物经3D激光打印制备得到；Ti‑TiC复合层由Ti粉末和TiC粉末的混合物经3D激光打印制备得到。本发明基于梯度策略，制备了一种具有功能梯度的钛合金，从而实现了钛合金材料耐磨、减振降噪、高强韧性能的耦合。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202410797794.2
申请日期:
2024-06-20
专利申请人:
分类号:
["B22F7/02","B22F10/38","C22C14/00","C22C32/00","B22F10/20","B33Y80/00","B33Y10/00"]
发明/设计人:
陈刚，秦明礼，刘畅，张百成，曲选辉，张海玥，章林
权利要求: 1.一种高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，其结构依次包括表面层、中间层和基底层；其中，所述表面层为Ti-TiC复合层；所述中间层为Ti-NiTi复合层；所述基底层为抗拉强度不低于900 MPa的钛合金层；所述Ti-NiTi复合层由Ti粉末和NiTi粉末的混合物经3D激光打印制备得到；所述Ti-TiC复合层由Ti粉末和TiC粉末的混合物经3D激光打印制备得到；所述Ti-NiTi复合层中，Ti粉末和NiTi粉末的混合物中NiTi粉末的质量分数为5~20wt%；所述Ti-TiC复合层中，Ti粉末和TiC粉末的混合物中TiC粉末的质量分数为5~20 wt%。2.根据权利要求1所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述钛合金层为Ti80合金层；所述Ti80合金层的化学成分为Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo，其组成元素按照质量分数包括：Al：5.5~6.5 wt%、Nb：2.5~3.5 wt%、Zr：1.5~2.5 wt%、Mo：0.6~1.5 wt%、余量为Ti以及不可避免地杂质元素；所述不可避免地杂质元素包括Fe、Si、C和O；其中，O的含量≤0.2 wt%。3.根据权利要求2所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述Ti80合金层由其原料粉末经3D激光打印制备得到；所述原料粉末的粒径为15~53 μm。4.根据权利要求1所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述Ti-NiTi复合层中的Ti粉末的粒径为15~53 μm。5.根据权利要求1所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述Ti-NiTi复合层中的Ti粉末的组成元素包括Ti和不可避免地杂质元素；所述不可避免地杂质元素包括C、O、H和N，其中，O的含量≤0.2 wt%；和/或，所述Ti-NiTi复合层中的NiTi粉末的粒径为10~20 μm；和/或，所述Ti-NiTi复合层的厚度为0.5~1.5 mm。6.根据权利要求1所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述Ti-TiC复合层中的Ti粉末的粒径为15~53 μm。7.根据权利要求1所述的高强韧阻尼耐磨钛合金，其特征在于，所述Ti-TiC复合层中的Ti粉末的组成元素包括Ti和不可避免地杂质元素；所述不可避免地杂质元素包括C、O、H和N，其中，O的含量≤0.2 wt%；和/或，所述Ti-TiC复合层中的TiC粉末的粒径为2~4 μm；和/或，所述Ti-TiC复合层的厚度为1~2 mm。8.一种制备权利要求1-7任一所述的高强韧阻尼耐磨钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：按照所述高强韧阻尼耐磨钛合金的结构将原料粉末于3D激光打印成型设备中进行激光打印。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述激光的功率为180~200 W；所述激光打印的扫描速率为800~1000 mm/s。10.一种如权利要求1-7任一所述的高强韧阻尼耐磨钛合金在航空航天、汽车工业、海洋工程领域中的应用。