[发明专利]医用高耐磨钛合金复合材料及3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法有效
| 申请号： | 201710355349.0 | 申请日： | 2017-05-19 |
| 公开（公告）号： | CN107130138B | 公开（公告）日： | 2018-09-04 |
| 发明（设计）人： | 夏木建;丁红燕;李年莲;刘爱辉;林岳宾;侯志伟;陈中;叶玮 | 申请（专利权）人： | 淮阴工学院 |
| 主分类号： | C22C14/00 | 分类号： | C22C14/00;C22C32/00;B22F9/04;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00;A61L27/06;A61L27/10;A61L27/50 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 窦贤宇 |
| 地址： | 223100 江苏省淮安市洪泽区东七街三号高*** | 国省代码： | 江苏;32 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 医用钛合金 钛合金复合材料 碳化硼陶瓷 原位纳米 高耐磨 钛合金 相减 打印 摩擦磨损特性 纳米陶瓷颗粒 物性 成形工艺 高能激光 活性元素 临床应用 弥散强化 纳米陶瓷 润湿性能 陶瓷颗粒 梯度扩散 物理特性 选区熔化 原位合成 原位自生 辐射状 增强相 激光 制造 | ||
1.一种医用高耐磨钛合金复合材料，其特征在于，由5～20wt％的碳化硼和80～95wt％的医用纯钛或医用钛合金制成；
所述医用高耐磨钛合金复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：按照预定质量比称取医用纯钛或医用钛合金和碳化硼，利用高能球磨工艺对混合物进行球磨混合，得到均匀混合的成形粉末；其中碳化硼重量占比为5～20wt％，医用纯钛或医用钛合金粉末重量占比为80～95wt％；所述高能球磨工艺使用纯度为99.99％的高纯氩气为保护气氛；所述医用钛合金为Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ti-Zr合金或Ti-Nb合金中的一种；
步骤2：构建医用钛-合金样品的三维模型，并进行切片处理，得到切片模型，层厚为28-32μm；
步骤3：将步骤1中所述钛合金-碳化硼混合成形粉末装入激光选区熔化设备的粉仓中，将步骤2中的切片模型导入设备软件系统，在设备成形腔内通入恒定流速的高纯氩气，激光3D打印成形梯度界面原位纳米复相减磨医用钛合金。
2.一种3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照预定质量比称取医用纯钛或医用钛合金和碳化硼，利用高能球磨工艺对混合物进行球磨混合，得到均匀混合的成形粉末；其中碳化硼重量占比为5～20wt％，医用纯钛或医用钛合金粉末重量占比为80～95wt％；所述钛合金为Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ti-Zr合金或Ti-Nb合金中的一种；
步骤2：构建医用钛-合金样品的三维模型，并进行切片处理，得到切片模型，层厚为28-32μm；
步骤3：将步骤1中所述钛合金-碳化硼混合成形粉末装入激光选区熔化设备的粉仓中，将步骤2中的切片模型导入设备软件系统，在设备成形腔内通入恒定流速的高纯氩气，激光3D打印成形梯度界面原位纳米复相减磨医用钛合金。
3.根据权利要求2所述的3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法，其特征在于：步骤1中，医用纯钛或钛合金的粒径为10～40μm，所述碳化硼的粒径为1～10μm，纯度为99.99％。
4.根据权利要求2所述的3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法，其特征在于：步骤1中，所述高能球磨机的工艺条件为：转速为180～220rpm，正反交替球磨各15～25min，间歇冷却8～12min，每次混粉循环3～5次，球料比为1:5。
5.根据权利要求2所述的3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法，其特征在于：步骤3中，所述氩气恒定流速为400sccm。
6.根据权利要求2所述的3D打印梯度原位纳米复相减磨医用钛合金的方法，其特征在于：步骤3中，所述激光3D打印成形梯度界面原位纳米复相减磨医用钛合金的工艺参数为：激光输出线能量密度为50～300J/m，铺粉厚度为28～32μm，扫描间距为45～55μm，激光光斑直径为65～75μm，“S”形扫描策略，基板预热温度为100℃～250℃。
7.一种采用权利要求2至6任一项所述方法制备的医用高耐磨钛合金复合材料。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于淮阴工学院，未经淮阴工学院许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201710355349.0/1.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
