[發(fā)明專利]一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410334895.2
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104087785A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 王存山;馮巧;韓立影
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/03
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 趙連明;梅洪玉

1.一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金，包括Ti元素、Fe元素和Y元素，其特征在于：

Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用的成分通式為：[Ti₉Fe₄][Ti_1-xY_x]＝Ti_71.4-yFe_28.6Y_y，其中，x為原子個數(shù)，y為原子百分數(shù)，y＝x/14；y的取值范圍為：0.5wt.％≤y≤5.0wt.％；

(1)當0.1at.％≤y＜2.0at.％，Ti-Fe-Y為三元亞共晶合金。

(2)當y＝2.0at.％，Ti-Fe-Y為三元共晶合金，其形成成分為Ti_69.4Fe_28.6Y₂。

(3)當2.0at.％＜y≤5.0at.％，Ti-Fe-Y為三元過共晶合金。

2.一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金的制備方法，其特征在于以下步驟，

第一步，按成分備料

Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用的成分通式為：[Ti₉Fe₄][Ti_1-xY_x]＝Ti_71.4-yFe_28.6Y_y，其中，x為原子個數(shù)，y為原子百分數(shù)，y＝x/14；y的取值范圍為：0.5wt.％≤y≤5.0wt.％；按照成分中的原子百分比，轉(zhuǎn)換成重量百分比，稱取各組元的重量值，待用，Ti、Fe、Y原料的純度要求為99％以上；

第二步，Ti基Ti-Fe-Y母合金的熔煉

將Ti、Fe、Y的混合料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，采用非自耗電弧熔煉法在氬氣的保護下進行熔煉，首先抽真空至10-2Pa，然后充入氬氣至氣壓為0.03±0.01MPa，熔煉電流密度的控制范圍為150±10A/cm2，熔化后，再持續(xù)熔煉10秒鐘，斷電，讓合金隨銅坩堝冷卻至室溫，然后將其翻轉(zhuǎn)，重新置于水冷銅坩堝內(nèi)，進行第二次熔煉，如此反復熔煉至少3次，得到成分均勻的Ti-Fe-Y的母合金；

第三步，Ti基Ti-Fe-Y粉體材料的制備

將Ti-Fe-Y的母合金置于剛玉陶瓷罐球磨罐中；首先抽真空至10^-2Pa，然后在470r/min轉(zhuǎn)速下，采用粒度為2mm的剛玉球球磨48小時；最后用200目數(shù)篩子篩選出粒度介入48～70μm的合金粉體，以其作為激光快速成形用粉體材料；

第四步，激光快速成形Ti基Ti-Fe-Y三元合金成形體

將Ti-Fe-Y粉體材料置于自動送粉裝置中，然后采用同軸送粉法，氬氣為送粉氣體，氦氣為惰性保護氣體，在純鈦基板上進行Ti-Fe-Y合金的激光快速成形。優(yōu)化的工藝參數(shù)為：激光線能量密度1.0-2.5kw/mm，掃描速度0.2-0.5m/min，送粉率1.0-5.0g/min，搭接率30％，送粉氣體流量4.72liters/min，保護氣體流量7.0liters/min。