[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

摘要

本发明公开一种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，结合碳化硼陶瓷与钛合金的物理特性，采用激光选区熔化成形工艺，高能激光作用下有利于活性元素碳与硼沿碳化硼陶瓷颗粒向外呈辐射状梯度扩散，易与医用钛合金原位合成Ti‑B、TiB2、TiC等纳米陶瓷增强相。一方面促进梯度式陶瓷颗粒/钛合金界面的形成，显著增强其界面的润湿性能；另一方面基于原位自生复相纳米陶瓷颗粒优异的物性及其均匀弥散强化效应，能有效提升医用钛合金的摩擦磨损特性，实现高性能医用钛合金的制造，具有良好的临床应用前景及经济价值。

主权项

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。