技术领域
[0001] 本发明涉及钛/镁叠层复合材料制备技术领域，具体是一种以铝合金作为粘接剂制备钛/镁叠层复合材料的方法。
相关背景技术
[0002] 叠层复合材料因其特有层状结构可以综合不同类型材料的性能，相比于传统材料能够同时拥有较好的材料强度和塑性。当前，叠层复合材料体系主要分为钛/铝系、铁/铝系、铝/镁系等。
[0003] 钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%且钛合金还具有比强度高、耐3
腐蚀、耐高温等优点；镁及镁合金是密度最小的金属，密度在1.8g/cm 左右，且价格低廉有好的塑性及韧性。所以将镁合金与钛合金的优点结合制备出一种轻量化且具有优异机械性能的层状复合材料具有重要意义。但是镁、钛无法生成合金相，且镁、钛在固相、液相状态下不互溶，因此如何制备出钛/镁叠层成为一个难题。
[0004] 在金属叠层复合材料的制备中层与层之间都是光滑平面接触，导致制备出来的叠层复合材料界面结合处强度较低。铝合金作为常见金属，铝与钛可生成Al3Ti金属间化合物，铝与镁可生成Mg2Al3、Mg17Al12两种金属间化合物。以铝层作为中间层制备Ti/Al/Mg叠层复合材料是较为广泛的制备方法，该方法将钛的高强度与镁的低密度、优异塑韧性结合起来，使得以铝合金粉末作为钛与镁之间的粘接剂制备钛/镁叠层复合材料具有了可行性。
具体实施方式
[0012] 以下结合附图对本发明做进一步说明：图1所示，为钛/镁叠层复合材料烧结成型状态图；整套设备包括放电等离子烧结
炉、脉冲电流发生器、SPS控制装置、压力控制系统、位移测量系统、水冷系统、真空控制系统、温度控制系统；
放电等离子烧结炉的石墨模具7上设有测温孔6；测温孔6内插设有热电偶5；
放电等离子烧结炉的加压装置包括上液压站1、下液压站10、上压柱2、下压柱9、上锥形压头4、下锥形压头8；
钛/镁叠层复合材料烧结成型过程中，启动真空控制系统对放电等离子烧结炉进
行抽真空处理，通过压力控制系统设置压强，通过SPS控制装置启动上液压站1和下液压站
10，上液压站1和下液压站10分别推动上压柱2和下压柱9相向运动，上压柱2和下压柱9分别带动上锥形压头4和下锥形压头8相向运动，上锥形压头4和下锥形压头8共同对石墨模具7中的钛合金箔片13、镁合金箔片11、铝合金粉末层12进行压实，上锥形压头4和下锥形压头8的位移由位移测量系统监测；
钛/镁叠层复合材料烧结成型过程中，通过温度控制系统设置烧结温度，通过脉冲电流发生器向石墨模具7施加脉冲电流，脉冲电流在流经石墨模具7时对其中的钛合金箔片
13、镁合金箔片11、铝合金粉末层12进行烧结，烧结温度由热电偶5监测，由此将石墨模具7中的钛合金箔片13、镁合金箔片11、铝合金粉末层12烧结成钛/镁叠层复合材料；
然后，通过水冷系统对放电等离子烧结炉的炉体3进行降温，通过SPS控制系统关
停上液压站1和下液压站10，关停真空控制系统，使空气通入放电等离子烧结炉的炉腔；打开炉门，取出石墨模具7中的钛/镁叠层复合材料。
[0013] 图2所示，为箔片叠放状态图；箔片叠放过程中，将放电等离子烧结炉的下锥形压头8插入石墨模具7中，并在下
锥形压头8上垫放一层石墨纸；然后，在石墨纸上交错叠放N+1层钛合金箔片13和N层镁合金箔片11，N为大于等于2的正整数，相邻两层箔片上的锯齿形凹槽相互咬合，最上层与最下层均为单面锯齿加工过的钛合金箔片13；然后，在最上层的钛合金箔片13上再垫放一层石墨纸，并将放电等离子烧结炉的上锥形压头4插入石墨模具7中压住石墨纸。
[0014] 图3所示，为锯齿加工过的箔片示意图；如图所示，位置靠上的箔片和位置靠下的箔片均为单面锯齿加工过的箔片，位置居中的箔片为双面锯齿加工过的箔片。
[0015] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
