[發(fā)明專利]一種3D打印醫(yī)用鈦合金材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610033847.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105522151B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 段瑞行;翟光明;馮志強
• 申請（專利權）人: 段瑞行;翟光明;馮志強
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C22C14/00
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙)37245
• 代理人: 劉靜

1.一種3D打印制備醫(yī)用鈦合金材料的方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)粉體制備：混粉：將單質(zhì)粉末和化合物粉末原料在混粉機中混合均勻，將混合均勻后的粉末進行高能球磨；將球磨后的粉末實施加壓加熱操作，溫度為180-195℃，壓力為950-1050MPa，保壓時間為3-10分鐘；在真空爐內(nèi)進行燒結，燒結溫度為850-1250℃，燒結保溫時間為2-10h；得到鈦合金塊體，將鈦合金塊體置于剛玉陶瓷球磨罐中，首先抽真空至1×10^-2-9×10^-2Pa，然后在300-450r/min轉速下，采用粒度為1-8mm的剛玉球球磨24-48小時；最后用篩選出粒度為15-36μm的合金粉體，以其作為激光3D打印用粉體材料；(2)激光3D打印成型，激光功率200-250W，掃描速度為1200-1400mm/s，真空或氬氣保護氣氛下打印，將激光打印成型的坯料超聲波清洗10~15mins，清洗后在120℃烘干；(3)將坯料加熱焙燒，加熱溫度為700-800℃，保溫時間為1~1.5h，真空度為1.0×10^-3~10^-4Pa；(4)三重退火處理，將坯料進行首次退火處理，退火溫度為650-700℃，保溫2-4小時，空冷；隨后進行二次退火處理，退火溫度為445-480℃，保溫5-8小時，空冷；最后進行三次退火處理，退火溫度為290-360℃，保溫10-14小時，空冷；(5)采用電化學拋光對步驟(4)三重退火后的鈦合金材料進行后處理，得到表面粗糙度介于60μm~70μm的成品；

所述鈦合金粉體的組成按質(zhì)量百分比包含以下組分：Ni：11-18%，Al：7.3-8.9%，Cu：0.56-0.9%，Zr：1.3-1.7%，Mo：0.2-0.4%，F(xiàn)e：1-1.92%，Ag：0.1-0.5%，Nd：0.78-1%，V:0.5-0.8%,Y：1-2%，CeO₂：1-3%，LaB₆：0.1-3.3%，余量為Ti。

2.如權利要求1所述的3D打印制備醫(yī)用鈦合金材料的方法，其特征在于：述鈦合金粉體的組成包含以下組分(質(zhì)量百分比)：Ni：15.6%，Al：7.6%，Cu：0.88%，Zr：1.3%，Mo：0.26%，F(xiàn)e：1.92%，Ag：0.35%，Nd：0.78%，V:0.66%,Y：1.4%，CeO₂：1.23%，LaB₆：1.2%，余量為Ti。

3.如權利要求1-2之一所述的3D打印制備醫(yī)用鈦合金材料的方法，其特征在于：將球磨后的粉末實施加壓加熱操作，溫度為185℃，壓力為1025MPa，保壓時間為5分鐘；在真空爐內(nèi)進行燒結，燒結溫度為900℃，燒結保溫時間為5h；得到鈦合金塊體，將鈦合金塊體置于剛玉陶瓷球磨罐中，首先抽真空至3×10^-2Pa，然后在360r/min轉速下，采用粒度為2mm的剛玉球球磨36小時；最后用篩選出粒度為20μm的合金粉體，以其作為激光3D打印用粉體材料。

4.如權利要求3所述的3D打印制備醫(yī)用鈦合金材料的方法，其特征在于：激光3D打印成型，激光功率240W，掃描速度為1300mm/s，真空或氬氣保護氣氛下打印，將激光打印成型的坯料超聲波清洗12mins，清洗后在120℃烘干。

5.如權利要求4所述的3D打印制備醫(yī)用鈦合金材料的方法，其特征在于：三重退火處理，將坯料進行首次退火處理，退火溫度為660℃，保溫4小時，空冷；隨后進行二次退火處理，退火溫度為450℃，保溫6小時，空冷；最后進行三次退火處理，退火溫度為300℃，保溫12小時，空冷。