[發明專利]一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法

有效

• 申請號: 201611040011.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106735235B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 段柏華;張亞松;王德志
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F3/11
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟A

按質量比，單體：交聯劑＝(5～15):1配取單體、交聯劑，并將配取的單體、交聯劑作為溶質，將所述溶質溶于有機溶劑中，得到質量百分濃度為5～40％的預混液；

步驟B

設計原料粉末體積濃度為A1、A2……Ai的系列漿料；按設計的濃度配取金屬粉末、預混液；并按所配取金屬粉末質量的0.5～3％配取分散劑；將所配取的金屬粉末、預混液、分散劑混合均勻后，得到原料粉末體積濃度為A1、A2……Ai的系列漿料；所述i為正整數且大于等于2；所述A1、A2……Ai的取值為40％～55％；

步驟C

按體積濃度大小，從高到低對步驟B所得系列漿料進行排序，得到第一漿料、第二漿料、……第i漿料；分別對第一漿料、第二漿料、……第i漿料進行真空除氣后，再分別加入漿料中單體質量0.1～1wt％的引發劑和催化劑，攪拌均勻；接著按第一漿料配第一注入口、第二漿料配第二注入口、……第i漿料配第i注入口的配對關系，同時將第一漿料、第二漿料、……第i漿料注入模具中，注入完成后，真空靜置，接著升溫至50～70℃，得到固化的坯體；

步驟D

除去步驟C所得固化的坯體中的有機溶劑；然后升溫至350-550℃，保溫，隨后繼續以>10℃/min的升溫速率升溫至950～1250℃下進行微波燒結，得到梯度多孔金屬。

2.根據權利要求1所述的一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法，其特征在于：所述梯度多孔金屬選自梯度多孔NiTi合金、梯度多孔鈦、梯度多孔鈦合金中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法，其特征在于：當所述梯度多孔金屬為梯度多孔NiTi合金時，其制備方法包括下述步驟：

步驟一

按Ni:Ti原子比＝0.95-1.05:0.95-1.05配取Ni源、Ti源；混合均勻，得到原料粉末；所述Ni源為Ni粉，所述Ti源為Ti粉或TiH₂粉；

步驟二

按質量比，單體：交聯劑＝(5～15):1配取單體、交聯劑，并將配取的單體、交聯劑作為溶質，將所述溶質溶于有機溶劑中，得到質量百分濃度為5～40％的預混液；

步驟三

設計原料粉末體積濃度為A1、A2……Ai的系列漿料；按設計的濃度配取原料粉末、預混液；并按所配取原料粉末質量的0.5～3％配取分散劑；將所配取的原料粉末、預混液、分散劑混合均勻后，得到原料粉末體積濃度為A1、A2……Ai的系列漿料；所述i為正整數且大于等于2；所述A1、A2……Ai的取值為40％～55％；

步驟四

按體積濃度大小，從高到低對步驟三所得系列漿料進行排序，得到第一漿料、第二漿料、……第i漿料；分別對第一漿料、第二漿料、……第i漿料進行真空除氣后，再分別加入漿料中單體質量0.1～1wt％的引發劑和催化劑，攪拌均勻；接著按第一漿料配第一注入口、第二漿料配第二注入口、……第i漿料配第i注入口的配對關系，同時將第一漿料、第二漿料、……第i漿料注入模具中，注入完成后，真空靜置，接著升溫至50～70℃，得到固化的坯體；

步驟五

除去步驟四所得固化的坯體中的有機溶劑；然后升溫至350-550℃，保溫，隨后繼續以>10℃/min的升溫速率升溫至950～1100℃下進行微波燒結，得到梯度多孔NiTi合金。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法，其特征在于：

單體為甲基丙烯酸-2-羥基乙酯；

交聯劑為己二醇二丙烯酸酯或二乙二醇二丙烯酸酯，

溶劑為正辛醇，

引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯，

催化劑為N，N-二甲基苯胺，

分散劑選自silok7050分散劑、silok7074分散劑、油酸、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種。

5.根據權利要求1-3任意一項所述的一種梯度多孔金屬的共凝膠注模成形方法，其特征在于：按原料粉末總質量的0～8wt％配取造孔劑；所配取的造孔劑與原料粉末在保護氣氛下混合均勻后用于所述步驟三或步驟B。