一种以V2O5纳米线为固体润滑相的TiAl基自润滑复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种以V2O5纳米线为固体润滑相的TiAl基自润滑复合材料及制备技术。

背景技术：
相比于其它高温复合材料，TiAl基复合材料具有低的密度，优良的机械性能和热力学性能，被广泛地应用到航空、航天、汽车和先进制造工业中。然而，不理想的摩擦学性能限制了TiAl基复合材料的进一步发展。通过向TiAl基复合材料中添加固体润滑剂制备TiAl基自润滑复合材料来提高TiAl基复合材料的摩擦学性能，已经得到国内外摩擦学界的认可。由于固体润滑相不仅具备优良的减摩抗磨性能，而且制备方法简单，能耗较低，使得TiAl基自润滑复合材料得到了快速发展。目前用于制备TiAl基自润滑复合材料的传统的固体滑剂有石墨、MoS2、WS2、hBN、Ag、Sn和Pb等，是通过层状固体润滑剂在摩擦磨损的过程中通过层的分离来降低对复合材料的摩擦和磨损，或者通过软金属在磨痕表面产生塑性流动来提高复合材料的减摩抗磨性能。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种以V2O5纳米线为润滑相的TiAl基自润滑材料及其制备方法，所得固体自润滑复合材料具有良好的摩擦学性能，而且制备过程易于控制，方法简单。本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：一种以V2O5纳米线为润滑相的TiAl基固体自润滑复合材料，它由Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及V2O5纳米线制备而成，其中Ti单质、Al单质的摩尔比为1：(0.75-1)，Cr单质的摩尔数为Ti单质、Al单质总摩尔数的2-7％，B单质的摩尔数为Ti单质、Al单质总摩尔数的3-8％，Cr单质、B单质总摩尔数为Ti单质、Al单质总摩尔数的5-10％，V2O5纳米线为Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质总质量的5-10％。按上述方案，所述Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质、V2O5纳米线均为粉末状。按上述方案，所述V2O5纳米线平均长度在10-20μm，直径在80-10nm，纯度在90％-99.9％。一种以V2O5纳米线粉为润滑相的TiAl基自润滑复合材料的制备方法是：Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及V2O5纳米线按照上述比例混合均匀后，采用放电等离子烧结制备得到TiAl基自润滑复合材料。优选地，上述以V2O5纳米线粉为润滑相的TiAl基自润滑复合材料的制备方法，更为具体的步骤如下：1)备料：按照上述比例称取Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及V2O5纳米线；2)混合球磨：将Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及V2O5纳米线进行球磨混合均匀或者振动混合均匀，得到配合料；3)将步骤2)所得配合料进行放电等离子烧结工艺，得到以V2O5纳米线为固体润滑相的TiAl基固体自润滑复合材料。优选地，上述以V2O5纳米线粉为润滑相的TiAl基自润滑复合材料的制备方法，更为具体的步骤如下：1)备料：按照上述比例称取Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及V2O5纳米线；2)混合球磨：将Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质进行球磨混合均匀，得到混合料；将所得混合料与V2O5纳米线进行振动混合均匀，得到配合料；3)将步骤2)所得...